不同温度FLiNaK熔盐对Hastelloy-N合金腐蚀的影响

国产Hastelloy-N合金与FLi Na K(Li F-Na F-KF:46.5-11.5-42 mol%)熔盐在有氩气保护的箱式炉中进行了相同时间(300h)、不同温度(600-900oC)的腐蚀实验。对腐蚀后的样品进行了失重测量,并用扫描电子显微镜/能量扩散光谱(Scanning Electron Microscope/Energy Dispersive Spectrometer,SEM/EDS)观测了腐蚀深度、表面形貌以及腐蚀区域的元素分布变化,同时对比熔盐中有水、氧等杂质参与的腐蚀,从而进行腐蚀机理研究。研究发现,对于经过去水、氧等杂质处理的熔盐的腐蚀,当腐蚀温度从600oC升高到900oC时,合金的腐蚀深度从8μm逐渐增加到40μm。合金单位面积的腐蚀失重从2 mg·cm-2增加到8 mg·cm-2,但增加速率逐渐下降。SEM/EDS测量结果显示,合金腐蚀区域均出现了Cr元素的流失现象,并伴有Mo元素的富集;合金微观形貌的变化表现为腐蚀后的晶界结构明显加宽并显现出来,但是当腐蚀温度升高到700oC时,合金表面晶粒细化明显,晶粒尺寸由腐蚀前的40μm细化到5-20μm不等,800oC和900oC的腐蚀使得晶粒重新粗化到40μm,且有Mo为主成分的析出物出现,尤其在晶界处更为明显。另外,当熔盐中有杂质(水、氧等)时,850oC的腐蚀使得腐蚀深度已经远大于100μm,同时使耐熔盐腐蚀的Mo元素也出现了脱溶现象,明显加剧了熔盐对合金的腐蚀作用。     

大气颗粒物中轻元素的PIGE分析

轻元素是大气颗粒物的主要组成部分,质子激发Y射线(PIGE)可以探测大气颗粒物中的轻元素,如Li,B,F,Na,Mg,Al,Si等,是质子激发X射线分析((PIXE)方法的一个良好补充.在中国科学院上海应用物理研究所核分析技术重点实验室的扫描质子微探针系统上实现了PIGE测量.利用PIGE对沙尘暴期间上海的PM,.样品...     

燃煤小锅炉燃烧产物的SR-XRF和XANES分析

为研究生活锅炉燃煤释放微量元素对环境的影响,应用同步辐射X射线荧光(SR-XRF)测定了锅炉原煤、底灰、飞灰及其PM2.5中V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Pb等元素含量,探讨了微量元素在煤炭燃烧过程中的转移特性和富集规律.还进行了As的K边x射线吸收近边谱(XANES)测量,研究As在煤炭燃烧排放过程中的价态变化特征.结果表明,V在飞灰中亏损,在底灰富集;Mn、Co在底灰中亏损;Cr、Ni、As、Cu、Pb、Zn等在飞灰和底灰中呈富集状态,As、Cu、Pb、Zn在PM2.5中高度富集.在煤中,As大部分以As5 存在,少部分以As3 存在,As5 占总砷的71%.经过高温燃烧,As富集在飞灰和细颗粒中.在底灰、飞灰和PM2.5中,As主要以As3 存在,相对含量分别为总As的84%、81%和87%.     

上海地区生活垃圾焚烧灰渣元素组成及微观特征研究

利用同步辐射X射线荧光法(Synchrotron radiation X-ray fluorescence,SR-XRF)、离子色谱(Ion Chromatography,IC)、扫描电镜及其能谱分析(Scanning electron microscopy and X-ray energy dispersive microanalysis,SEM-EDX)、同步辐射微束X射线荧光法(Synchrotron radiation micro-beam X-ray fluorescence,μ-XRF)等手段研究上海某垃圾焚烧厂生活垃圾焚烧产物飞灰(Fly ash,FA)、炉渣(Bottom ash,BA)的元素浓度、离子组成、微观形貌、元素面分布,采用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)和X射线吸收精细结构谱(X-ray absorption near-edge structure,XANES)研究灰渣中Pb的同位素比值和化学种态。研究发现,飞灰中多数金属元素浓度高于炉渣中的,Pb、Cd明显富集于飞灰中,元素的富集因子显示Pb、Cd、Cu、Zn等呈极度污染状态。灰渣中水溶性成分主要为Ca、Na、K的氯化盐和硫酸盐,飞灰中离子浓度普遍高于炉渣中的。飞灰颗粒相对于炉渣颗粒粒径小、表面粗糙,更易于重金属的吸附。灰渣颗粒物的元素Pb、Zn、Cu、Cr、Fe、Mn等并不是均匀分布的,而是呈现局部明显富集。飞灰和炉渣Pb的来源相似,化学种态相似,主要为PbCl2、PbS和PbO。生活垃圾在焚烧过程中元素的迁移分布与元素本身的特性、焚烧环境相关,上海地区生活垃圾焚烧飞灰是危险废弃物,需稳定化处理后才能填埋,炉渣的资源化利用必需经过预处理。     

高能聚焦质子束无掩模刻写方法研究初步

在中国科学院上海应用物理研究所的扫描质子微探针装置上,研制了图形化扫描器,同时研究了适合质子束刻写的光刻胶制备、显影、定影技术.在此基础上,开展高能聚焦质子束无掩模刻写实验,在厚度约11μm的PMMA光刻胶上刻写出高纵横比的任意图案,取得了初步质子刻写结果,为进一步开展质子纳米束刻写奠定基础.     

基于同步辐射技术研究上海大气细颗粒物分布特征

用同步辐射X射线荧光分析(SRXRF)测定了上海市大气中粒径0.03-10 μm的13级颗粒物的元素组分,用X射线吸收近边谱(XANES)研究了颗粒物中S的化学价态.结果发现,在生活区和郊区,超细颗粒(<0.4 μm)对粒子质量浓度贡献较大,而工业区则细颗粒(1-10μm)对质量浓度贡献较大.元素浓度测定表明,吴淞工业区大气颗粒物中S、Ca、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn和Pb元素浓度最高,且Ni、Mn、As和Pb等污染元素在细颗粒尤其是超细颗粒中有明显富集.化学价态测定显示,钢研所采样点不同粒径颗粒物中的S主要以硫酸盐形态存在,而在粒径<0.1μm 超细颗粒中还存在着一些还原态的低价态S.     

用AFM研究硅基上沉积铜膜生长过程

室温下,利用磁控溅射在P型Si(111)衬底上沉积了铜(Cu)膜.用原子力显微镜(AFM)对不同沉积时间制备的Cu膜形貌进行了观测,研究了磁控溅射沉积Cu膜时膜在硅衬底上成核和生长方式.Cu膜在Si衬底生长时,Cu的临界核以Volmer-Weber模式生长.溅射时,核长大增高为岛状,岛与岛相互连接构成岛的通道,最后形成连续膜.随着沉积的进行,Cu膜表面粗糙度由于晶粒凝聚和合并而增大.当形成连续致密的、具有一定晶向的Cu膜时,粗糙度反而减小.     

地铁颗粒物PM2.5的SEM和微束XRF分析

采用扫描电镜和X-射线能谱分析(SEM-EDS)以及同步辐射X射线荧光分析(SR-XRF)技术,对地铁PM2.5颗粒物样品进行了形貌及元素成分分析。SEM结果表明地铁颗粒物形貌不同于室外颗粒物,地铁颗粒物粒径较大,形状不规则,具有片状刮擦特性。EDS分析表明地铁单颗粒物中Fe、O元素成分含量最高,铁氧化物是地铁颗粒物的主要成分。结果表明,地铁大气环境明显有别于地铁外环境,地铁在运行过程中产生了大量富含对人体有害的金属颗粒物。地铁环境对城市人群健康的影响需要引起重视。     

氦离子辐照对镍基合金硬度的影响

在室温下对镍基合金进行了氦离子辐照,利用纳米压痕仪测试了微观硬度,利用慢正电子多普勒展宽谱(Doppler Broadening Spectrum,DBS)和透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)分析了微观缺陷,利用离子束分析弹性反冲探测(Elastic Recoil Detection,ERD)技术测量了氦的浓度深度分布。结果显示合金样品的硬度随剂量而增大,退火后合金样品硬度增量有所减小,并观测到氦泡生成。合金硬化的主要原因是由于氦离子辐照产生了1-7 nm的缺陷团簇,而退火后不稳定缺陷的回复及氦-空位复合体数量的减少造成了硬化强度减弱。     

载能钼团簇束与单晶硅碰撞室温下合成二硅化钼

用一种新型磁控溅射气体凝聚团簇源产生Mon^-团簇束,当团簇束分别在偏压为0、1、3、5、10kV的电场中加速后,沉积在室温下的P型Si(111)衬底上,获得Mo／Si(111)薄膜样品。用XRD分析表明,在室温下,偏压≤5kV团簇束沉积和常规磁控溅射沉积获得的Mo／Si(111)样品,其界面均无二硅化钼(MoSi2)生成;偏压=10kV时,团簇束沉积其界面直接有MoSi2生成。对于团簇束沉积,当偏压大于一定值时(在本实验条件下偏压≥3kV),薄膜才开始以Mo(110)择优取向生长。