钾掺杂钨合金中气相热充氘的热脱附行为

钾(K)掺杂钨(W)合金已经表现了优异的高温力学性能,成为最有希望的PFMs备选材料之一。为评估氢同位素在W-K合金中的滞留情况,采用放电等离子烧结技术(SPS),制备了纯W及K含量82μg/g的W-K合金,通过气相热充法引入氘(D)元素,考察热脱附行为。研究表明,气相热充氘释放温区从600K延伸至1200K,掺杂K后,D脱附活化能从0.86 eV下降到0.68 eV;纯W样品D滞留量在1×10^-6(原子比)左右,掺杂K后有所提高,但依然大大优于商用ITER级纯W。     

坦克履带低频振动扩孔实验研究

低频振动扩孔“切削一分离一切削一分离”的脉冲动作使钻头在加工过程中产生纠偏效果，提高了孔的直线度；振动扩孔的脉冲切削、微细切削、重复熨压以及断屑特性使已加工表面质量得以提高。进行了坦克履带扩孔实验，并对相同条件下普通扩孔和振动扩孔的孔加工直线度和表面质量进行了比较。实验表明：振动扩孔的孔直线度比普通扩孔提高一级；振动扩孔的表面粗糙度比普通扩孔提高两级。     

W-Fe-Ni合金中的氘滞留行为

采用气相驱动渗透系统和热脱附试验平台研究了W-Fe-Ni合金中氘的输运行为,获得了氘在合金中的渗透率、扩散系数、溶解度、扩散激活能等参数,进行了合金热充氘及氘热脱附实验,结合微观结构表征及数值模拟,研究了氘在W-Fe-Ni合金中的滞留行为,并建立了氢同位素扩散模型以估算不同形状尺寸的W-Fe-Ni合金中氘滞留量。通过与热脱附实验结果对比,发现使用多物理场数值模拟可以准确地估算W-Fe-Ni合金中氢同位素滞留量。     

化学气相沉积钨中氘热脱附特性的定量分析

利用不同升温速率的热脱附谱法(TDS)研究了化学气相沉积钨(CVD-W)经70 eV/D、1.3×10~(25) D/m~2的氘离子辐照后,样品中氘的热脱附特性。结果表明:在该实验条件下,CVD-W中氘滞留总量在10~(19) D/m~2量级;氘的脱附温度区间为400～800 K;脱附总量与升温速率呈负相关,且脱附温度区间会随着升温速率提高而向高温区漂移;CVD-W中氘的主要俘获位为位错或晶界,氘的脱附活化能为0.88 eV,缺陷激活能为0.81 eV。     

三电平数字化整流器控制系统设计

以数字化控制技术、功率因数校正技术、多电平变换技术三个目前电力电子技术领域的研究热点作为切入点,以TMS320LF2812为控制核心,针对一种三相三电平整流器,给出了其数字化控制方案。首先将传统的二极管箝位型三电平整流器经过适当变换,得到了一种更为实用的三电平拓扑结构。随后分析了该电路的工作原理和特点,建立了其单相数学模型,并基于TMS320LF2812给出了其控制算法流程图。最后将其应用到20kVA的UPS中。实验结果表明,该设计达到了PF>0.99,THDi<3%的良好性能。     

氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留行为研究

对钨铜复合材料中的氢同位素渗透和滞留行为进行了研究,通过采用气体驱动渗透和热脱附谱测试获得了氘在钨及钨铜复合材料中的渗透率、扩散系数、溶解度及相关活化能数据,并对氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留性能进行了分析。结果表明:1)氘在钨铜复合材料中的渗透率比在纯钨中大2～3个数量级;2)在钨铜复合材料中的扩散系数比在纯钨中大5～6个数量级;3)随着复合材料中铜的含量增加,氘的渗透率与扩散系数均呈现增大趋势;4)钨铜复合材料之间的相界面具有氘快扩散通道作用。氘在钨铜复合材料中的溶解度比起纯钨小很多,溶解激活能也更大,说明铜对氘在钨中的固溶可能具有减弱的作用,这与氘在钨铜复合材料中快速扩散的结论一致。在气相热充实验中,因为快速降温使钨铜复合材料中捕获的氘来不及释放,所以钨铜复合材料中氘的表观滞留量比纯钨高约1个数量级。     

金属铈在过量氘气氛下的腐蚀行为研究

采用压力-体积-温度系统(PVT)与热台显微镜(Hot-stage microscope,HSM)相结合的方法,研究了铈(Ce)在过量氘(D2)气氛下的腐蚀行为;采用X射线衍射(XRD)仪和热脱附谱(TDS)方法分别考察了铈-氖反应产物的相组成及热稳定性。结果表明,铈在室温、初始压力43 kPa的氘气氛下,可快速与氘发生反应,形成饱和的铈氘化物CeD3,样品发生严重粉化;对饱和铈氘化物在不同温度下加热,可得到一系列不同氘含量的铈氘化物;所制备的铈氘化物在室温下均具有与金属铈类似的面心立方(fcc)结构,铈形成CeD_2的体胀约为24.3%,但随着氘含量的增加,铈氘化物会发生反常的体积收缩现象;热脱附谱测试表明CeD_3在120℃附近即可发生分解,而CeD_2则可稳定至600℃以上。     

掺杂Y2O3对钨中氘渗透行为的影响

采用气相驱动渗透系统研究了纯钨和不同轧制比的W-Y_2O_3在不同温度下氘(D)的渗透行为,获得了纯钨和W-Y_2O_3中氘渗透率、扩散系数、溶解度及扩散活化能等定量数据。结果表明:缺陷密度和Y_2O_3掺杂对钨中氘的稳态渗透率没有显著影响;但Y_2O_3掺杂及轧制工艺会影响钨中氘扩散激活能和溶解热;元素掺杂及提高轧制比,促进了钨中氘的扩散,降低了氘在钨中的固溶度。     

钛中氘致裂纹的原位研究

采用热台显微镜(HSM)和压力-体积-温度(PVT)相结合的方法原位研究了钛在恒定温度及升温过程中的氘致裂纹(DIC)现象。结果表明:在550℃恒温吸氘(D2)过程中,钛片表面只出现很少的裂纹;而在由室温升温至550℃吸氘过程中钛表面出现了由边缘向中心部分扩展的环状裂纹。钛在升温过程中的形貌变化特征与"边缘进攻"模型符合;X射线光电子能谱(XPS)测试显示,由钛氧化物、碳化物和氮化物组成的钛表面钝化层在环状裂纹形成过程中发挥了重要作用。