不同温度下U_3O_8结构的XRD研究

在大气环境及25～850℃条件下，用X射线衍射(XRD)法研究了八氧化三铀(U3O8)的结构变化情况。在实验温度范围内发现，U3O8存在两种相结构，相变温度约为300℃。低于300℃时，U3O8为底心正交结构(Amm2)，在300℃附近转变为对称性更高的简单六方结构(P-62m)。在两种相结构稳定的温度范围内，U3O8的点阵参数随温度的增加呈现出规律性变化。     

铸造Be-37.6Al-0.4Sc合金的力学性能及断裂行为研究

采用纳米压痕和拉伸试验对铸造Be-37.6Al-0.4Sc合金的力学性能进行表征,结合微观组织及断口形貌,分析研究Sc合金化对铸造铍铝合金组织性能和断裂行为的影响。结果发现,Sc合金化使粗大的铍柱状树枝晶转变为尺寸均匀细小的等轴晶,提高合金强度但降低了塑性。含Sc第二相具有最大的弹性模量,为321.48 MPa,硬度为9.83GPa,最小塑性指数为0.803。铍/铝相界面处的第二相不是基体相的裂纹源,铍晶粒内多面形第二相诱发铍晶粒微裂纹的形成。合金拉伸断裂方式表现为铍相脆性解理断裂和铝相延性韧窝断裂的混合断裂模式。     

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。     

宇宙线μ子散射成像技术研究进展

为进一步深入开展宇宙线μ子散射成像技术研究,发挥其在国土安全、防范核走私、核不扩散等方面的重要作用。论文综述了国内外在宇宙线μ子散射成像技术上的研究进展情况,提出了一些存在的问题以及未来的研究方向。     

金属铀表面氧化动力学的X射线衍射研究

利用X射线衍射和Rietveld方法研究室温～150℃和300℃下金属铀表面氧化，对氧化过程中试样的表面结构以及氧化动力学进行分析。将试样表面氧化物随时间的变化作定量计算，绘制出不同温度下金属铀表面的氧化动力学曲线，对50～150℃范围内的氧化动力学数据进行拟合，获得不同温度下的氧化反应速率常数，由此得到大气环境下金属铀表面形成UO₂的活化能为46.0kJ/mol。在300℃下，氧化产物U₃O₈逐渐在UO₂上形成，其形成过程符合成核生长机理。     

InP量子点的掺杂及其光学性能

采用原位成核掺杂法合成了Li、Zn金属离子掺杂的InP量子点(分别记为Li: InP和Zn: InP), 并研究了掺杂剂对量子点的结构、尺寸和光学性能的影响。研究结果表明, Li⁺、Zn²⁺掺杂的InP量子点结晶度较高且尺寸均匀。虽然Li⁺掺杂未引起InP量子点的结构发生变化, Li⁺未进入InP晶格, 但是抑制了InP量子点的成核与长大, 使其吸收谱和荧光谱均发生大幅度的蓝移。Zn掺杂同样也抑制InP量子点的成核与长大, 并且形成InP/Zn₃P₂/ZnO复合核壳结构, 显著增强了InP量子点的荧光, 尤其是当Zn掺杂浓度(Zn/In原子比)为0.2时, InP量子点的荧光强度增加近100多倍, 这对短波长InP量子点的合成具有一定的参考价值。     

具有择优取向性的基材表面的薄膜厚度的X射线衍射测量修正

根据薄膜对X射线的吸收效应,利用X射线衍射方法可测量出多晶基材表面的薄膜厚度。但试验结果显示,基材的择优取向效应对薄膜厚度的测量影响显著。根据理论分析,提出了择优取向修正方法。在对X射线衍射数据进行择优取向修正后,利用最小二乘法对修正后的数据进行拟合。拟合结果显示,该方法可以有效地对基材的择优取向效应进行修正,从而获得较为准确的薄膜厚度值。     

316L不锈钢直流磁控溅射制备铝膜的工艺研究

采用直流磁控溅射在316L不锈钢上制备了高质量的Al膜,并利用扫描电镜、X射线衍射仪分别对镀层的形貌和结构及应力进行了分析。结果表明,温度、溅射功率之间的合理配置才能制备致密性高、表面缺陷少的Al膜,较优工艺参数温度为170℃、溅射功率1400 W;温度比溅射功率更容易改善结晶度,当溅射功率高、基体温度低,薄膜趋向非晶态;制备的薄膜应力小,最大约为0.176 GPa,微结构对应力影响大。     

(La_xYb_(1-x))_2Zr_2O_7热障涂层材料力学性能研究

采用氧化锆、氧化镱和氧化镧固相合成法制备了3种不同成分的热障涂层材料(La_(x )Yb_(1-x))_2Zr_2O_7(x=0,0.5,1.0),经高温无压烧结制备出相对理论密度≥97%的力学性能测试样品。通过三点弯曲法和热机械分析法分别测试了材料的室温弯曲强度和高温杨氏模量。实验结果表明,焦绿石结构的La_2Zr_2O_7和萤石结构的Yb_2Zr_2O_7互相掺杂形成的有限固溶体La Yb Zr_2O_7具有细晶结构,其材料的室温弯曲强度比纯La_2Zr_2O_7相的有所提高,也有利于减缓热障涂层材料在1200℃以上的高温杨氏模量降低程度。     

我国聚变堆结构材料表面阻氚涂层的研究进展

阻氚涂层是聚变堆实现氚自持及氚安全的关键科学与技术问题之一。我国通过国家磁约束聚变能发展研究专项依托国内优势单位部署了阻氚涂层基础问题及工程化技术研发工作。本文介绍了国内外聚变堆结构材料表面阻氚涂层研究进展,重点评述了近几年我国在阻氚涂层的材料选择、制备技术及阻滞氢渗透机制三个科学技术问题的研究进展,提出今后的研究方向。目前我国阻氚涂层材料类型以氧化物涂层为主,涂层制备工艺技术在不断优化和更新。Al2O3/FeAl阻氚涂层的电化学沉积铝(ECA)、粉末包埋渗铝(PC)及热浸铝(HDA)等方法的工艺处理规模及涂层阻氚性能在国际上均相对领先。发展了研究阻氚涂层阻滞氢渗透作用机理的方法,将通常基于Fick定律的表象研究方法向原子级方法前推了一步。未来需在考虑涂层制备工艺与基体材料成分、性能的关系及其在复杂形状结构件的适用性基础上,开发长寿命、高阻氚性能的阻氚涂层材料及制备工艺。