氦离子预注入对钨中氘滞留行为的影响

利用高能离子注入机和直线等离子体模拟装置,本文研究了高能氦离子预注入对氘等离子体辐照后钨中氘滞留行为的影响。采用FIB-SEM、TEM、GD-OES和TDS等分析方法,分析了氦离子预注入对钨中氘滞留行为的影响。结果表明：氦离子预注入在辐照损伤区域形成大量氦泡,钨经过氘等离子体辐照后,表面的氘泡数量明显低于未经过氦离子预注入的样品。GD-OES分析中可以看到在氦捕获位处氘滞留浓度明显升高,同时氦离子预注入增加了氘在钨中的扩散深度,结合TDS分析可知氦离子预注入增加了氘在钨中的滞留总量,这是由于氦离子预注入后,形成的缺陷又为钨中氘的俘获提供大量新的位点,从而导致钨中的氘滞留量明显提高。     

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...     

质子辐照对钨机械性能的影响

钨在氚加速器(APT)以及加速器驱动转换装置(ADTF)中，作为靶材料用于产生中子。辐照温度与钨的塑-脆转变温度相近，钨的塑-脆转变温度取决于其杂质含量，晶粒尺寸及热处理制度，热处理温度一般在65℃~700℃之间。因此，钨的机械性能对该温度区间试样表面粗糙度非常敏感，致使测量它的实际拉伸性能变得困难，样品在屈服前的弹性区内就发生断裂，为了避免脆性断裂，美国材料科技人员用压缩试验和硬度试验对经质子辐照后的钨棒机械性能进行了研究。 试验中所用含钨99.95%的2种纯钨棒φ2.6mm，φ3.2mm是普兰西公司通过粉末冶金法，经过热压、…     

钨材料中不同来源缺陷对氢同位素滞留影响的最新进展

钨材料中不同来源缺陷对氢同位素滞留的影响是目前聚变材料研究领域的关键问题,本文主要介绍了材料本身固有缺陷、不同类型等离子辐照导致的缺陷和中子辐照导致的缺陷等,分别总结了上述不同来源缺陷对于钨中氢同位素滞留情况的研究进展,为以后相关研究方向提供参考。     

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。     

钨中氘热脱附特性的定量研究

金属钨(W)是未来聚变堆反应环境中面向等离子体的主要候选材料之一,开展W中氢同位素输运和滞留行为的定量研究,对评估钨的服役性能及聚变堆燃料的物料平衡至关重要。本工作采用热脱附谱方法定量研究了多晶W经能量为100 eV/D、注量为3.8×10²⁴ D/m²的D⁺辐照作用后,在不同升温速率下氘的热脱附特性。研究发现,氘的热脱附量在不同升温速率下均为10²² D₂/m²量级,随着升温速率的增大,氘的热脱附峰峰位向高温方向移动。多晶W中氘的热脱附行为符合一级反应特征,钨中空位是氘在钨中的主要俘获态,D原子的热脱附能为1.04 eV。     

等离子体辐照对第一镜表面反射率的影响研究

研究了多晶钼、钨第一镜样品经等离子体辐照前后的表面形貌及反射率变化。实验结果表明:第一镜表面的各个部位在石墨限制器以下所处的区域不同,经等离子体辐照后,处于沉积区的镜面比处于腐蚀区的镜面相对平滑,反射率也相对较高,此外,在保持表面反射率性能方面,钨第一镜样品要优于钼第一镜样品。     

等离子体基离子注入氮对铝合金耐磨性的影响

利用等离子体基离子注入技术对硬铝ＬＹ１２和锻铝ＬＤ１０两种材料通过改变注入脉宽、频率、时间和电压等参数进行氮离子注入,注入剂量范围为２×１０１７～１×１０１８Ｎ＋／ｃｍ２。利用低角Ｘ射线衍射法（ＧＩＸＲＤ）分析氮离子注入层的相结构。在此基础上进行了显微硬度和摩擦磨损试验。由于氮离子注入铝合金能形成硬质的ＡｌＮ析出相,合金表面硬度及耐磨性都得到改善,随着注入脉宽、频率、时间和电压的增加,铝合金表层硬度及耐磨性也相应提高。     

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。     

氮等离子体表面改性对ACF吸附性能的影响

采用氮等离子体对活性炭纤维(ACF)进行表面改性,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)和结晶紫溶液降解实验等方法,研究了等离子体对ACF的表面形貌、化学成分和吸附性能的影响.SEM显示氮等离子体对于放电区和余辉区ACF刻蚀作用不同.XPS表明等离子体改性后,放电区、余辉区60 cm处ACF表面的羰基含量由未改性ACF的82.69%下降到37.16%和53.09%;放电区、余辉区60 cm处ACF表面的羧基含量由未改性AGF的0增加到29.39%和31.17%.等离子体改性提高了放电区、余辉区60 cm处ACF对结晶紫溶液的吸附性能.     

微量Hf掺杂对放电等离子体烧结钨耐热冲击性能的影响

在高纯W粉中添加不同含量的HfH_2粉末,通过放电等离子烧结(SPS)将合金粉末制备成直径15 mm的W-(0、0.1 mass%、0.3 mass%、0.5 mass%、0.6 mass%、1.0 mass%)Hf合金样品,分析了Hf含量对烧结样品的微观组织、密度和维氏硬度的影响,并对烧结样品的耐热冲击性能进行了测试。结果表明:纯W在0.22 GW/m~2的热负荷下即生成裂纹网,掺杂少量Hf(≤0.3 mass%)时引起W-Hf合金的硬度下降,Hf掺杂量在0.5 mass%及以上时有强化作用;Hf元素的加入可以明显改善纯钨的耐热冲击性能,Hf含量高于0.3 mass%时,W-Hf合金的裂纹阈值提高到了0.22～0.33 GW/m~2,且在Hf含量为0.6 mass%时,在0.44 GW/m~2的热负荷下W-Hf合金也只生成了少量的微裂纹。     

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82 μg/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600 K 延伸至1200...     

喷丸对钨面对等离子体材料表面强化研究

利用机械喷丸技术对钨核聚变面对等离子体材料进行表面强化研究,结合喷丸前后钨性能改善进行强化效果分析及喷丸参数的优化。主要包括微观形貌、晶粒细化、表面粗糙度、表面硬化和表面残余压应力等表征参数。其结果显示,对钨脆而硬的材料而言,在100%覆盖率情况下,0.3MPa喷丸压力、0.4mm陶瓷丸、100mm垂直喷丸距离是比较合适的喷丸参数,其材料表面性能提高显著。表面硬度提高高达53.3%,残余压应力提高8.3倍,表面细化晶粒现象明显,而且对表面粗糙度影响不大,最高1.5μm左右。     

辐照对金属腐蚀的影响

电离辐射能够改变电极过程的性质,並能破坏其动力学的平衡。本文研究了辐照对铝在含铜、氯离子溶液中点腐蚀的影响。结果表明,辐照可以减缓点腐蚀和加速均匀腐蚀;如果严格控制水质,可以显著地降低辐照的有害作用。同时,还研究了各种辐射对金属偶腐蚀的影响,测定了极化曲线和随时间变化的腐蚀电流,实验证实,重辐射和轻辐射都能加速金属偶的电化学过程。最后,讨论了辐照腐蚀的机理,提出了辐射电化学的半导体效应。     

钨含量对钨合金动态剪切性能的影响

利用帽形试样在Hopkinson压杆上测试钨合金动态剪切应力应变关系,研究了钨含量在90%～97%（质量分数）范围内,应变率约为10^5s^-1时,钨含量对动态剪切性能的影响.结果表明,钨含量增加,动态剪切强度随之增加,断裂应变随之降低.动态剪切强度与钨的体积分数呈线性递增关系.断口分析表明,断口表现以粘结相撕裂和钨颗粒劈裂的混合断裂,钨颗粒劈裂比例近似等于钨颗粒体积分数.     

弧光等离子体下钢液中氮行为的研究进展

阐述了等离子体的概念、特性和在钢铁冶金中的应用,并总结了在弧光等离子体下钢液中氮行为的研究进展。     

铁素体钢中氢对材料辐照肿胀行为的影响

利用离子加速器将氢离子注入ＪＦＭＳ合金试样，在超高压电子显微镜下进行了电子辐照，对辐照空洞的形成过程进行原位观察，模拟研究了核反应生成的氢对材料辐照肿胀的影响。实验结果表明，注氢主要对照空洞的形核产生促进作用。并由此促进材料的辐照肿胀。在５７０Ｋ辐照时，氢的这一促进辐照空洞形核的作用尚不十分明显。随着辐照温度的升高其作用农渐增强，在６７０Ｋ辐照时，注氢可使辐照空洞的数密度增加一个数量级，材料的辐照