PdY净化器的氢氦分离性能

对PdY净化器及传统净化器的透氢速率和氢氦分离性能进行了研究,结果表明:PdY净化器透氢速率随压差的增大而增大,压差在0.004~0.04 MPa的范围内,其透氢速率约为传统净化器的3倍;而采用PdY净化器进行氢氦分离时,可显著缩短氢氦分离时间。经过长时间循环分离后,3种组分的氢氦混合气均得到了较好的分离,氦气中氢气体积分数均降至0.03%。     

PdY合金吸氢微观机制正电子湮没研究

在室温下，采用正电子湮没寿命方法，对氢浓度为0、0．16、0．24、0.3、0．38的5组PdYHx合金样品进行研究。     

氚老化对钯钇合金膜氢渗透性能的影响

在聚变堆燃料循环系统中,钯合金膜将被用于氢同位素与杂质气体间的渗透分离以及含氚杂质中氚的催化回收。长期连续的氚操作将使合金膜体内因氚衰变而累积3He,产生氚老化效应。本工作研究了贮氚老化对Pd8.5Y0.19Ru（原子百分数）合金膜的氕、氘渗透性能的影响。研究结果表明：对于膜内体氦浓度He/M为0.042的氚老化膜,在573～723K温度范围内,氕、氘渗透率被严重降低,膜的氕氘渗透分离系数则有所提高。     

Ti-Mo合金的吸放氢动力学

采用磁悬浮熔炼法制备了5种不同组成的TiMo_x（x=0.03, 0.12, 0.25, 0.50, 1.00,原子比）固溶体合金,用定容变压法测试了其在不同温度范围内的吸放氢动力学性能。研究结果表明,合金的吸放氢动力学可以按一级反应来描述,决速步骤为氢原子在合金晶格中的扩散。相同温度下,不同组成样品的吸氢容量随Mo含量的增加而降低。合金的吸氢活性随Mo含量增加先增强后减弱,氢化物的稳定性随Mo含量的增加而降低。     

基于氢同位素研究商用钯银合金膜的渗氚性能

钯银合金膜可用于熔盐堆尾气中气态氚（HT和T₂）的分离与纯化。本文研究了厚度为80 μm的钯银合金膜在纯H₂气氛中及Ar气存在下对H₂的分离效果。结果表明,渗氢过程中氢原子在膜内部的体相扩散是控制速率的关键。Ar气存在时,在钯银合金膜工作温度为480 ℃、混合气体进气流速为100 mL/min、氢分压差为20～100 kPa的条件下,钯银合金膜对H₂气的渗透通量随氢分压差的增大而增加,随Ar气浓度的升高而减小。在氢分压差相同的条件下,纯氢的渗透通量明显高于Ar-H₂混合气的渗透通量,说明钯银合金膜受Ar气的影响分离效果变差。渗氢后的钯银合金膜表面变得光滑,有晶界形成。     

带热浸铝涂层MANET Ⅱ马氏体钢的氢渗透性能研究

在300～450℃温度范围内,分别在氢气相和液态铅锂合金相中,开展了带热浸铝涂层MANET Ⅱ马氏体钢的氢渗透性能研究.结果表明,实验所得到的氢渗透率减低因子(PRF),在气相中为620～263,在液态铅锂合金相中为45～30.但仍然没有满足DEMO聚变堆的设计要求.涂层的自修复效应在400 ℃以上是明显和有效的.从渗透通量与样品上游氢压的关系来看,涂层使得表面效应对渗透过程的影响很大.在上游小流量及在液态铅锂合金中鼓泡充氢可以导致渗透通量升高.扫描电镜和能谱分析(SEM-EDS)的结果表明,样品表面被液态铅锂合金所浸润的部分出现微裂纹,而未浸润部分没有出现微裂纹.微裂纹很肤浅,仅仅影响涂层的最外表面薄层,没有贯穿整个渗铝层而到达基体.未浸润表面的Al/O原子比约为2/3,浸润表面约为1/1,表明液态铅锂合金对渗铝层表面的Al2O3薄层造成了损伤.总的看来,造成氢渗透阻挡层性能退化的原因,是涂层外表面与液态铅锂合金相互作用,以及涂层在升、降温过程中产生热应力释放.     

800H和690合金的氢渗透及氢脆研究前瞻

综述了铁镍基和镍基高温合金中氢的渗透和氢脆的决定性影响因素－－氢“陷阱”和表面氧化保护膜对这类合金抗氢渗透和氢脆性能的影响。提出了针对欲用作深海潜器小型核动力装置细棒状U－ZrH1.6燃料元件包壳的800H合金和690合金的抗氢渗透和氢脆性能评价需重点研究的方向。     

Inconel 690合金氢扩散与渗透特性的研究

采用超高真空气相氢渗透技术,研究氢在Inconel 690合金的扩散和渗透行为,获得了不同厚度690合金样品在300~500℃温度范围内的氢渗透曲线,讨论了该合金厚度对扩散特性与渗透特性的影响。结果表明:在一定温度范围内,Inconel 690合金的氢扩散系数(D)、渗透系数(P)随温度变化关系遵循Arrhenius方程;在一定厚度范围内,氢扩散系数随样品厚度增加而增高并趋近于690合金的实际体扩散系数;样品厚度对氢渗透系数的变化影响较小。     

Ti-Al-Zr合金的氢致脆性研究

为了研究氢进入钛合金试样后对其力学性能的影响,探索氢在钛合金中的行为,本文用电解渗氢方法对面Ti-Al-Zr合金进行了渗氢处理,得到了不同含氢量的试样,在室温下进行了试样的拉伸．冲击实验结果表明．试样渗氢后的强度得到不同程度的提高,这是固溶强化的结果;试样的塑性随氢含量的提高而下降．当氢含量达到-1200μg／g时．塑性损失达到25％;试样的冲击韧性随氢含量的提高而下降．试样中氢含量达到-300μg／g时．冲击韧性下降-80％．试样已基本上呈脆性．使用SEM研究了渗氢样品的断口形貌后发现．拉伸试样中只有少量二次裂纹,而冲击试样有大量二次裂纹产生,并伴有准解理特征。     

贮氢合金吸氢致应力的实验研究和数学推导

贮氢合金已被广泛用作氚的贮存和增压材料，在吸放氢过程中发生晶格的膨胀和收缩，其非均匀形变对结构容器(贮氢床)的器壁产生应力，材料粉化导致自压实，形成应力集中。采用电阻应变测量法研究了贮氢合金吸放氢循环床体壁应力与循环次数、贮氢容量、壁厚以及装料分额的关系，并从理论上推导了壁应力与贮量的关系。     

Effect of Argon Ion Sputtering of Surface on Hydrogen Permeation through Vanadium

In order to measure the hydrogen permeation rate through V with atomically cleaned surface, an Ar ion sputtering apparatus has been installed in the hydrogen permeability measuring system. The permeation rate of the initial specimen was found to be increased by about one order of magnitude after Ar ion sputtering of its upstream side surface. Repeating of such a sputter-cleaning was not so much effective in increasing the steady state permeation rate as the initial sputtering was, but it accelerated the transient response rate by a factor of 2 or 3. The transient response rate was also accelerated by the increase of hydrogen pressure, but this effect tended to be diminished by the sputter-cleaning of specimen surface. The surface impurity layer on the downstream side of specimen was also inferred to act as a diffusion barrier affecting the steady state permeation rate. The present value of activation energy for hydrogen permeation through V at temperatures below 873 K was the smallest one ever obtained, showing that the surface effect was minimized in the present study on account of the surface sputter-cleaning in addition to the ultra high vacuum system.     

氘在Incoloy800H合金材料中的扩散渗透行为

采用气相渗透技术研究了氘在Incoloy800H合金材料中的扩散渗透行为,利用高温气相渗透实验装置和四极质谱仪测定了450～600 ℃温度范围内、氘压110 kPa下氘的渗透实验曲线,计算得到了氘在Incoloy800H合金材料中的渗透率和扩散系数。结果表明,渗透扩散过程为扩散控制,得到的渗透率、扩散系数与温度的关系式均符合Arrhenius关系。     

Hydrogen Permeation through Incoloy-800

The poloidal distribution of the first wall 14 MeV neutron flux and the tritium breeding ratio in a Tokamak fusion reactor were calculated using Monte Carlo method. The poloidal distribution of the 14 MeV neutron flux in the first wall was found to be quite different from that of the primary incident flux. The tritium breeding ratio calculated by the Monte Carlo method became about 5% larger than the value obtained from S_N transport calculations.     

低活化铁素体/马氏体钢CLF-1氢氘的渗透行为

低活化铁素体/马氏体钢(RAFM钢)作为聚变堆结构材料中最有前景的候选材料,其氢同位素渗透行为备受关注。采用氢同位素气相驱动渗透的方法,对中国低活化铁素体/马氏体钢CLF-1的氢同位素渗透行为进行了研究,研究了温度、气体压强、样品表面状态等因素对其渗透行为的影响。结果表明:氢、氘在RAFM CLF-1钢中渗透扩散过程为体扩散控制,渗透率与温度的关系式均遵循Arrhenius关系;在实验测试过程中,由于样品表面发生氧化现象和缺陷捕获造成H₂和D₂渗透实验中渗透通量出现下降的现象。     

Ti87.5Hf12.5合金的贮氢性能

测定了Ti87.5Hf12.5合金的吸氢体膨胀率和氢化物热稳定性,并与Ti及TiZr、TiV和TiNb等a相合金的相应特性进行了对比.TiHf合金具有最小的吸氢体膨胀率和最高的氢化物共析转变温度.Hf的添加显著长大了TiH2的晶格常数.测试了TiHf合金的吸放氢动力学特性和吸氢PCT曲线,Hf的添加未显著改变Ti的吸氢热力学特性,外推室温吸氢平衡压与Ti的相当.     

氢化锆表面电镀Cr-C氢渗透阻挡层分析

用电镀法在氢化锆表面生成致密的Cr-C合金层,经过700℃、144h保温后,基体中氢化锆晶体结构仍然为电镀和加热前的ZrH1.801,说明该镀层能够有效地阻挡氢的析出。XPS和SEM分析结果证明,镀层由Cr和C组成;其中存在O-H键和可能存在C-H键。这两种键的存在说明,氢被阻挡的原因可能是氢在渗透过程中被镀层中的O和C所捕获。