含硼石墨中甲烷的热解吸行为研究

研究了含硼石墨ＧＢ１１０（１０ｗｔ．％Ｂ）甲烷（ＣＨ４）的热解吸谱,发现甲烷的解吸谱主要由３个峰构成,估算出了ＣＨ４不同峰值的解吸激活能。为了弄清含硼石墨中甲烷的形成与解吸机理,分别对高纯石墨ＩＳＯ８８０Ｕ和Ｂ４Ｃ涂层进行了热解吸实验,同时对材料的微观结构进行了分析。经过比较,表明甲烷在含硼石墨中的形成与解吸有３个过程：氢离子注入导致甲烷沿气孔内壁形成,并通过石墨内部的微通道向表面自由扩散;被石墨中Ｂ４Ｃ析出物所俘获的氢原子与Ｂ４Ｃ化合物中的碳原子反应,从而生成甲烷并解吸出来;以及石墨晶格俘获的氢原子与碳原子化学反应产生的甲烷,通过体扩散过程解吸。其中前后两个过程起主导作用。     

氚化钛膜中氦的热解吸行为初步研究

对He、Ti原子比n(He)/n(Ti)为0.004～0.300的7块氚化钛膜样品在1300K以下进行热解吸分析,以获得它们的热解吸谱。在低于1300K范围内,氚化钛膜共有4种氦的热释放峰,分别对应于贯穿至表面的氦泡、近表面的氦、体相中的氦泡和氦的小团簇。对这4种类型的氦释放峰的解吸温度和解吸量随膜中总氦量的变化分别进行分析,研究观测膜中各种状态存在的氦量随n(He)/n(Ti)增加的变化趋势。实验观测到,升温将导致氚化钛膜可容纳的氦量大幅降低。     

金属氚化物中3He的热解吸方法

在自行设计的全金属高真空热解吸系统上,以ELITE SPE-50型四极质谱计(QMS)为分析器,建立了金属氚化物中3He的热解吸和数据处理方法.解吸过程中,金属系统处于真空密闭状态,薄膜压力计直接测量解吸出的气体压力,质谱计则通过微量渗漏阀在线取样测量,所采集的数据均为积分形式.研究结果表明四极质谱计标定解吸系统内4He的分压＜350 Pa时,其相关系数R＞0.99,且记忆效应的贡献极弱;离子态氚T+对m/e=3组分分压的贡献可按IT+≈0.01 IT2+确定,不干扰3He的测定;将气体解吸所得的积分数据经平滑并微分处理后可准确得到气体释放速率与退火温度的关系,即热解吸谱.     

两种热解吸动力学测试方法的比较

以氢化钛热解吸反应为研究对象,用升温法（初压为零）和恒温法（初压不为零）两种不同的方法,在高真空金属系统上分别测定氢化钛在恒容体系和350～550℃范围内解吸氢的p-t曲线,并应用反应速率分析方法计算解吸反应在不同温度下的速率常数。实验测得氢化钛升温法热解吸和恒温法热解吸的表观活化能分别为（22.1±2.5）和（27.1±0.4）kJ•mol^－1。经分析,用恒温法测得的表观活化能较为准确。     

磁控溅射法制备含氦钛膜及膜中氦的热解吸研究

采用He/Ar复合气氛下磁控溅射方法,在Ti、TiZrYAl 和TiMoYAl等3种薄膜中引入浓度(氦-金属比)高达0.19的氦.引入的氦在膜层内沿深度均匀分布,并主要存在于直径为2～5 nm的高压He泡内.热解吸实验表明,在相同He含量下,TiHe膜中He的解吸峰温度与氚化钛中衰变产生的3He的解吸峰温度基本一致.与纯钛相比,合金膜中氦的热解吸谱宽化明显,表明He在合金膜内的捕获形式更为复杂.     

用热解吸法研究锂陶瓷中氚扩散行为

采用热解吸法研究了氚在锂陶瓷γ -LiAlO2 中的扩散行为。根据不同线性升温速率下的氚释放曲线 ,分别测出了以HTO形式释放的氚和以HT形式释放的氚的表观扩散活化能分别为(2 53± 50 )kJ·mol-1和 (12 7± 5)kJ·mol-1     

薄层活化法Fe基材料腐蚀行为的模拟研究

带电粒子薄层活化法(TLA)以其高灵敏、非破坏、和有利情况下在线监测的特性,在磨损、腐蚀、溅射等材料表面损失过程监测和研究中具有独特的优势。本工作选择9 MeV质子对Fe基(A3)材料进行活化, 对其进行腐蚀行为的模拟研究。 用高纯(99.9%)Fe制成10个厚度约为1.4 mm、半径约为14     

碳基吸附剂对氢同位素的吸附行为研究(Ⅱ)

研究了液氮温度下活性炭(AC)、碳分子筛(601)和碳纳米纤维(CNF)对H2、D2的吸附等温线,采用2种Langmuir模型对它们吸附H2、D2的等温线进行了理论计算.研究结果表明:在液氮温度下,3种碳基吸附剂对氢同位素的吸附等温线遵从Langmuir 单分子层吸附模型,符合按活性点分类的定点吸附机制;吸附等温线可用Langmuir 多项式理论模型进行准确计算.     

电子束辐照聚碳硅烷热解合成 SiC 陶瓷材料──I . 空气中辐照产物的热解特性研究

利用加速器产生的电子束（ＥＢ）在空气中辐照聚碳硅烷（ＰＣＳ），以使之形成交联结构，然后经高温热解转化成ＳｉＣ陶瓷。结果表明：在辐照产物中形成了ＳｉＣＳｉ以及ＳｉＯＳｉ等交联结构，热解温度以及热解陶瓷产率都随辐射吸收剂量增加而明显提高。通过ＴＧＩＲ联用分析技术，在热解产物中检测到了低分子量ＰＣＳ以及ＣＨ４等小分子化合物，在吸收剂量高于２．３ＭＧｙ时，ＰＣＳ主要通过析出ＣＨ４而热解成ＳｉＣ。     

无机吸附材料处理放射性废水中铀的研究进展

核能与核工业的发展不可避免地会产生大量的含铀放射性废水。随着材料科学的发展,新型吸附材料不断出现,吸附法处理放射性废水近年来得到了特别关注。目前研究的无机吸附材料可分为无机矿物、金属氧化物、碳基材料等。通过接枝、交联、等离子体、复合等技术处理,在吸附材料表面修饰含氧官能团或含氮官能团,可提高对铀的吸附性能和选择性。铀的吸附机理多表现为离子交换和表面络合作用。本文主要介绍了无机吸附材料处理放射性废水中铀的研究进展,并对今后的研究方向提出了建议。     

碳基吸附剂对氢同位素的吸附行为研究(Ⅰ)

采用静态压差法研究了液氮温度下碳基吸附剂活性炭（AC）、碳分子筛（601）和碳纳米纤维（CNF）对氢同位素的吸附行为。实验结果表明：601对氢同位素的吸附量为最高，AC次之，CNF最小，并存在明显的同位素效应；吸附量的大小与吸附剂表面活性基团的数量有关；用浓HNO3对碳基吸附剂进行改性处理，在吸附剂表面引入氧杂原子，可增大这类吸附剂对氢同位素的吸附量。     

氘/氚化铀热解吸的动力学同位素效应

在高真空金属系统上测定了氘/氚化铀在恒容体系和225～400℃范围内热解吸的压力-时间等温线,应用反应速率分析方法计算了各自在不同温度下的速率常数。随着温度的升高,热解吸反应的速率增大,反应的平衡压随之增高。由速率常数计算得到氘/氚化铀热解吸的表观活化能分别为(26.3±0.4)kJ/mol和(27.7±0.6)kJ/mol。活化能数据显示,氘/氚化铀热解吸反应的动力学同位素效应不明显。     

氢/氘化钛热解吸的动力学同位素效应

在高真空金属系统上测定了氢化钛和氘化钛在恒容体系中、350~550℃温度下热解吸氢和氘的P-t曲线;应用反应速率分析方法计算了各自在不同温度下的反应速率常数,得到氢化钛和氘化钛热解吸的表观活化能分别为27.1±0.4和42.3±1.9 kJ/mol。氘化钛热解吸氘的表观活化能高于氢化钛热解吸氢的表观活化能,表现出显著的热解吸动力学同位素效应,表明氘化钛热解吸时需要更高的初始能量;同时也说明氘化钛在相同条件下比氢化钛更稳定。     

氧化层对钛吸附与解吸氘的动力学影响研究(Ⅱ)--氧化层对氘化钛热解吸动力学的影响

测定了3种不同氧化层厚度的氘化钛在873～1073K范围内的热解吸反应速率常数,得到673K下氧化5、2h的氘化钛和未经氧化处理的氘化钛热解吸氘的活化能分别为(29.0±1.0)、(27.6±1.0)和(24.9±1.4)kJ/mol。实验表明:氘化钛表面氧化层具有阻氘性能,氘化钛表面氧化层越厚,表观活化能越大。     

沉积温度对疏松热解碳密度的影响

以乙炔为碳源气体,采用化学气相沉积的方法,在1100~1550℃范围内制备出疏松热解碳。利用图像法测定疏松热解碳的密度,用场发射扫描电镜检测了疏松热解碳的微观结构。结果表明:疏松热解碳密度在1100~1250℃范围内随沉积温度升高而升高,在1250~1350℃范围内密度随沉积温度升高而下降,到1350℃后密度趋于稳定;沉积温度为(1450±50)℃时,能制备出满足工艺要求的疏松热解碳。     

D+注入Li4SiO4的表面化学状态及其热解吸行为

锂陶瓷氚增殖剂的氢同位素行为是聚变堆固态产氚包层关心的重要课题。本文将3 keV D⁺注入Li₄SiO₄,采用X射线光电子能谱在线分析注氘前后材料表面的化学状态,同时采用热解吸谱（TDS）实验技术,研究注氘后Li₄SiO₄中氢同位素的热解吸行为。实验结果表明：D⁺注入会改变Li₄SiO₄表面的化学环境,产生多种辐照缺陷和化学键合状态;氘滞留量和热解行为受注氘时样品的温度影响较大,可在一定程度上预测产氚包层中氚的滞留行为。     

MeV离子轰击碳样品引起的碳氢团簇产额

利用北京大学2×1.7MV静电串列加速器产生的1.5MeV Au2+和Si+束流轰击碳纳米管样品,用二次离子飞行时间质谱方法分析了二次离子成分,通过质量已知的样品的定标,确认了轰击产生的二次离子质量。分析束流轰击后的二次离子产额,发现在此能量下二次离子产额与离子在物质中射程的横向歧离表现出正相关。     

气氛对γ射线辐照聚碳硅烷陶瓷先驱丝的化学结构和热解特性的影响

将 聚碳 硅烷 先驱 丝分 别在 Ｎ２ 、 Ｈｅ 、 Ｎ Ｈ３ 和限 量空 气条 件下 封装 于石 英管 中, 用 γ射线辐照至特 定剂量 后,在高 温条件 下 热解 转化 为 Ｓｉ Ｃ 陶 瓷纤 维。 结果 表 明： 除在 大 气条 件 下 因 Ｓｉ Ｈ的氧化 ,在波数 为３４００ｃ ｍ － １ 处 产生强 吸收峰以 外,其它 气氛 中辐 照产 物的 红外 吸收 光谱 并无 明显差异。用 热重—红 外光谱（ Ｔ Ｇ Ａ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ） 联 用技 术 和气 相 色 谱法 检 测到 热 解 过程 中 有 Ｃ Ｈ４ 和 大量的 Ｈ２ 析 出。当吸 收剂量 达到１３８ Ｍ Ｇｙ 时,辐照产 物已具 有良好的 不熔化 特性,在 Ｎ２ 气 流中 升温至１２００ ℃热解 烧成后得 到有金 属光泽 的黑 色 Ｓｉ Ｃ 纤 维, 其氧 含 量（１１ ｗｔ ％ ） 远 低 于现 有 的热 氧化不熔化 法产物（ ～１５ ｗｔ ％ ） 。用 扫描电镜 观察发 现该纤维 具有光洁 完整的 致密形貌 结构。     

惯性约束聚变靶材料碳气凝胶的制备方法

用溶胶-凝胶法制备出了高RC比(间苯二酚与催化剂的摩尔比)的RF有机气凝胶,通过溶剂替换,成功地实现了常压条件下的干燥工艺.经高温碳化处理,将RF有机气凝胶转化为碳气凝胶,改变RC比和聚合单体的质量百分数,可控制气凝胶的粒径及孔径、密度及比表面积.用扫描电镜(SEM)、BET等方法对其颗粒大小、密度、比表面积及孔径分布等微结构进行了分析测试.制备出的碳气凝胶性能满足惯性约束聚变靶材要求.