氚在RAFM钢中的渗透

采用气相渗透方法，开展了国产低活化铁素体/马氏体钢（RAFM钢?）之一的CLAM钢的氚渗透实验，研究了影响渗透的关键因素，建立了可靠的实验方法。在573~823?K温度范围内，得出氚的渗透率F_T为2.57×10-8exp(-38639/RT)，氚溶解度S_T为2.2×10-1exp(-38639/RT)，扩散系数D_T?为1.17×10-7exp(-22011/RT)。另外，氘氚混合渗透时存在明显的正同位素效应，在实验温度范围内，推导得出的氘氚渗透分离系数α_DT为1.42，氕氚渗透分离系数α_HT为3.76。      

低温等离子复合技术制备氧化铝阻氚涂层的研究

采用低温等离子体复合技术在不锈钢基体上制备了氧化铝阻氚涂层,先后经过磁控溅射镀铝,热处理及氧离子注入。利用XRD、SEM、EDS、AES对涂层进行了相结构、表面形貌、成分、元素分布等分析,并进行了划痕实验、抗热震性能及阻氚性能测试,结果表明：磁控溅射获得了高质量的铝涂层,热处理后形成了FeAl合金过渡层。在离子注入中,当注入剂量不变电压增加时,离子注入深度增加而氧元素分布梯度减少；当注入剂量达到8×10₁₇ ions/cm₂以上时,氧元素分布变得均匀。所获得的氧化铝涂层具有较好膜基结合力、抗热震性能及阻氚性能。经过叠加电压注入且剂量达到8×10₁₇ ions/cm₂的膜层具有最好的阻氚性能,在600_oC能使不锈钢的氚渗透率降低3个数量级。     

铁素体不锈钢室温熔盐镀铝层的热处理

以1Cr17铁素体不锈钢为基体,在摩尔比2∶1的酸性AlCl3-EMIC(1-甲基-3-乙基咪唑氯化物)室温熔盐中电沉积均匀致密的铝镀层,然后分别在300℃、650℃6、70℃下进行不同时间的热处理,用刻划撕扯法判断镀层的结合力,用SEM、EDS及XRD对热处理后的试样界面进行微观分析。结果表明,试样经热处理后,结合力有了很大提高,镀层与基体之间发生互扩散形成合金层,合金层由含Cr的Fe2Al5、FeAl、Fe3Al等相组成,且随着温度提高及热处理时间的增长,镀层由Fe2Al5相进一步转变成铁含量高、韧性高的FeAl、Fe3Al相。     

PdY8．5Ru0．19合金吸放氢氘特性

在25℃～100℃的温度范围内,测定了PdY8.5Ru0.19合金吸放氢、氘的P-C-T曲线.与纯钯相比,合金的P-C-T曲线坪区变窄,坪压降低,有显著的同位素效应,但迟滞效应较小.合金吸放氢氘的P-C-T曲线可拟合成p=A(er/B-1)形式.吸氘热焓为-13.9 kJ/mol·D2,熵变为-9.4 J/mol K·D2.进行了25℃下合金吸氢、氘速率的测量,合金吸氢、氘速率常数分别为KH=2.39×10-4 mol·s-1,KD=1.16×10-4 mol·s-1.而且合金的氢化过程用渐进转化模型描述.     

FeAl/Al_2O_3复合阻氚涂层制备技术的研究进展

FeAl/Al_2O_3复合膜层是聚变堆氚增殖包层及辅助涉氚系统结构材料首选的阻氚涂层。其制备过程通常需要铝化和氧化2个步骤,铝化是Al原子与基体Fe原子通过相互扩散在基体表面形成铁铝固溶体(Fe,Al)或Fe-Al金属间化合物过渡层;氧化是使铝化涂层表面选择性氧化形成Al_2O_3膜。该阻氚涂层的制备可采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、热浸铝化(HDA)、包埋渗铝(PC)、等离子体喷涂(PS)和电化学沉积(ECD)等技术。相对而言,CVD、HDA和PC等3种技术有较好的应用前景,有望成为聚变堆中FeAl/Al_2O_3阻氚涂层工程化制备的候选技术而ECD技术因其制备过程容易控制、涂层性能稳定、可涂镀复杂结构件等特点在FeAl/Al_2O_3阻氚涂层制备方面颇具吸引力。     

V-5Cr-5Ti在AlCl3-EMIC离子液体中的阳极活化及表面铝沉积

钒合金表面获得性能优良的Al涂层是在其表面制备V-Al/Al₂O₃阻氚涂层的重要基础。针对聚变堆候选结构材料V-5Cr-5Ti,本文采用电化学方法研究了其在AlCl₃-EMIC（摩尔比为2∶1）离子液体中的阳极行为,比较分析了恒电位极化模式下不同电位、极化时间对表面阳极活化的影响。在此基础上,采用恒电流沉积（16 mA/cm²）模式研究了阳极活化电位、沉积时间和温度对镀层的影响。结果表明：阳极氧化电流在1.25 V（参比Al的电位）电位时出现峰值,在该电位下极化15 min,V-5Cr-5Ti基体可获得腐蚀均匀的可再生表面。16 mA/cm²下铝沉积,活化表面为（111）和（200）方向择优生长的纯铝涂层,与基体结合良好,室温下沉积75 min,可获得20 μm厚性能良好的铝涂层。     

PdY8.5Ru0.19合金膜氚老化效应的TEM研究

PdY8.5Ru0.19合金是用于氢同位素分离的膜材料,但涉氚操作后,衰变3He会滞留在合金膜中并形成氦泡,影响其宏观性能.为了解PdY5.5Ru0.19合金膜贮氚老化后,3He在合金膜中的存在形式及分布状态.利用TEM观察分析了贮氚老化45和290 d的PdY8.5Ru0.19合金膜.实验结果表明:在老化45 d的样品中,观察到分布均匀,直径约1 nm的氦泡,同时存在高密度的位错及位错环.在老化290 d的样品中,氦泡直径略微增加,达1.2～1.4nm,且分布均匀,但位错及位错环密度降低.同时,在合金膜中也观察到因氦泡存在而产生的微裂纹与褶皱,这有可能是导致合金膜贮氚后力学性能下降的原因.     

Fe-Al金属间化合物氢脆效应研究现状

Fe-Al金属间化合物具有良好的抗氧化、抗硫化腐蚀性能以及高温结构性质,而且质轻价廉,在航空航天、汽车工业、能量转换系统、过滤材料等领域具有广阔的应用前景,但在室温下易发生环境脆化,这也是其未能得到大规模应用的主要原因。本文在介绍Fe-Al金属间化合物特性的基础上,重点综述了Fe-Al金属间化合物氢脆行为及其机制的实验和理论研究进展,提出了今后的研究方向。     

Fe-Al/Al2O3阻氚涂层热处理条件对HR-2不锈钢力学性能影响

采用室温力学拉伸试验、显微硬度测试、X射线衍射及组织观察等方法研究了“室温熔盐电镀铝+热处理+选择性氧化”工艺路线制备Fe-Al/Al₂O₃阻氚涂层热处理过程对HR-2奥氏体不锈钢力学性能及显微组织的影响。结果表明：经热处理后的HR-2不锈钢仍然保持奥氏体组织;980 ℃热处理180 min时抗拉强度为580.48 MPa,硬度值为177.92 HV,伸长率为79.43%,具有优异的塑韧性;700 ℃热处理150 h时抗拉强度为616.47 MPa,硬度值为213.34 HV,伸长率为63.32%;经热处理后的HR-2不锈钢基体力学性能变化不大。现行的涂层制备工艺对基体材料影响较小,满足微观结构与力学性能指标。     

氚在RAFM钢表面的吸附研究

采用气相吸附法研究了室温下RAFM钢表面对氚的吸附与释放行为，并使用316L钢、1Cr18Ni9Ti钢进行了对照实验。结果表明，RAFM钢表面的氚吸附与释放性质与316L钢、1Cr18Ni9Ti钢的非常相似，相同表面状态的样品，在相同实验条件下的吸附氚量相差不超过50%。可推测，未经深度除水处理的RAFM钢暴露于氚后，表面会形成富氚层，浓度远高于基体溶解氚，厚度不大于10 μm。表面氚的形态以化学吸附和物理吸附的氚化水为主，约占90%以上。室温下RAFM钢表面吸附的氚在干燥气氛中的释放非常缓慢，但遇水会因氚-水间的同位素交换而加速释放。