WC-12Co涂层对中子、γ射线的屏蔽特性及其结合强度的辐照效应

采用常规氧-乙炔焰喷涂技术制备WC-12Co涂层,模拟计算了涂层对中子、γ射线的屏蔽特性.将试样分别置于5#固体镭γ源、Am-Be中子源接受100天辐照,测试辐照前后涂层的结合强度,EDS能谱分析了辐照前后涂层界面元素分布规律.结果表明,γ光子能量小于0.01MeV时,0.5～1 mm厚的WC-12Co涂层可以屏蔽98%以上的射线.1mm厚的WC-12Co涂层可以屏蔽12%的热中子,快中子屏蔽效果欠佳.涂层经中子辐照后强度提高20%～50%,γ射线对涂层强度没有明显影响.中子辐照前后涂层界面元素无扩散现象.初步分析认为,中子辐照后涂层强度提高可能与材料屈服强度、抗拉强度的提高有关.     

(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷的合成与导热性能研究

以Gd2O3、Sm2O3、Yb2O3和ZrOCl2·8H2O为原料,采用化学共沉淀法合成了一种新型的多元稀土锆酸盐(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷粉体,在1600℃无压烧结10h合成了致密的陶瓷块体.用X射线衍射仪(XRD)及场发射扫描电镜(SEM)对粉体和块体的微观结构进行了表征,采用激光闪射法测试了块体的导热性能.结果表明,制备的多元稀土锆酸盐陶瓷粉体具有焦绿石结构,晶粒细小,陶瓷的热导率明显低于一元稀土锆酸盐Sm2Zr2O7的热导率.该研究结果显示(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7多元稀土锆酸盐陶瓷有可能应用于热障涂层陶瓷层材料.     

CO2反应法制备氢化锆表面氢渗透阻挡层的研究

氢化锆因具备诸多作为反应堆中子慢化材料的优点,有着良好的应用前景.在空间堆中,慢化剂的工作温度范围为650～750℃,而在此温度下,H/Zr原子比大于1.8的氢化锆中的氢很容易析出.利用ZrH2和CO2、P反应在氢化锆表面制备氢渗透阻挡层,并借助SEM、XPS和XRD对膜层进行截面形貌观察和物相分析.XRD分析表明氢化锆表面生成了baddeleyite 结构的氧化锆.XPS分析表明膜层中含有Zr、C、O、P等元素;窄谱分析还发现膜中生成了C-H键和O-H基团(可能O-H又和锆形成Zr-OH键).C-H键和O-H基团的存在可能是阻挡氢析出的原因.     

制备工艺的控制对锆粉性能的影响

采用纯度较高的海绵锆,用高纯氢气深度氢化和梯度脱氢技术制备了超细锆粉.在一定温度下对海绵锆进行高纯氢气深度氢化,生成易于粉碎成细小颗粒的低氧含量氢化锆,氢化锆经高能球磨后达到一定的粒度,再经梯度式温度下脱氢后,可得到超细锆粉.对生产超细锆粉过程中的高纯氢气深度氢化、高能球磨和梯度脱氢过程做了概要分析.结果表明,锆中氢含量随温度的升高逐渐降低,在700℃时氢化锆出现吸热峰迅速分解,锆的氢化反应为400～700℃,脱氢反应温度为600～800℃.对于相同原料制取的锆粉,氧化锆粒度越低,其含氧量越高.     

氢化锆表面Cr-C-O氢渗透阻挡层XPS分析

在空间堆中,氢化锆作为慢化剂的工作温度为650～750℃,在此温度范围内,H/Zr原子数之比大于1.8的氢化锆中的氢很容易析出.通过X射线光电子能谱(XPS)研究了电镀法制备的氢化锆表面氢渗透阻挡层的化学态,对镀层进行了深度(100、200、300nm)刻蚀分析和镀层原子的定量分析.结果表明,镀层中含有C、O、Cr和Zr,进行氢渗透试验后(700℃保温)的试样镀层的C-H键数量有明显增加,而O-H键的数量变化不大.由此可以说明,氢渗透受阻的原因是氢在渗透过程中被镀层中的C优先捕获生成C-H键.     

铅铋堆用T91钢耐腐蚀性能及脆化现象研究进展

铅基反应堆结构的完整性和可靠性是反应堆服役期间安全运行的基础.结构材料的服役环境非常苟刻,会受到快中子辐照、高温液态金属的腐烛与冲刷及应力等的综合作用,因此对材料的性能要求非常高.T91钢具有良好的导热性能、低的膨胀系数和良好的抗辐照性能,一直被认为是发展核电技术的首选结构材料.综合叙述了T91钢在铅铋合金液相容性研究...     

（Gd0．4Sm0．5Yb0．1）2Zr2O7陶瓷的合成与导热性能研究

以Gd2O3、Sm2O3、Yb2O3和ZrOCl2·8H2O为原料，采用化学共沉淀法合成了一种新型的多元稀土锆酸盐（Gd0．4Sm0．5Yb0.1）2Zr2O7陶瓷粉体，在1600℃无压烧结10h合成了致密的陶瓷块体。用X射线衍射仪（XRD）／及场发射扫描电镜（SEM）对粉体和块体的微观结构进行了表征，采用激光闪射法测试了块体的导热性能。结果表明，制备的多元稀土锆酸盐陶瓷粉体具有焦绿石结构，晶粒细小，陶瓷的热导率明显低于一元稀土锆酸盐Sm2Zr2O7的热导率。该研究结果显示（Gd0.4Sm0.5Yb0.1）2Zr2O7，多元稀土锆酸盐陶瓷有可能应用于热障涂层陶瓷层材料。     

高能射线及其屏蔽材料

综述了日常放射性工作中常遇到的几种电离射线,如X射线、γ射线、中子及其他带电粒子的产生机理及其特点,指出了防护这些射线的最有效和最实用的办法是选用适当的屏蔽材料,并详述了这些屏蔽材料的种类和相关的屏蔽原理,提出了屏蔽材料发展方向是研究添加稀土合金的复合材料,并努力提高这些稀土元素在复合材料中所发挥的作用来提高其屏蔽效果。     

α-Al_2O_3单晶的中子辐照效应研究

选用能量为0.1～500 MeV、总注量为1.0×10~(18) neutron/cm~2的快中子对α-Al_2O_3单晶进行辐照.采用吸收光谱和荧光光谱研究了α-Al_2O_3单晶经辐照后的缺陷形成及光学性能变化.α-Al_2O_3单晶经快中子辐照后出现着色现象,在206、228及256 nm等处出现吸收峰.荧光光谱出现了326、331及379 nm等荧光吸收峰值.分析表明,中子辐照在α-Al_2O_3单晶中产生了F~+、F_2及F_3~+等色心类型,该类吸收色心起源于α-Al_2O_3单晶中氧空位,并计算了辐照退火前后的色心浓度N.正电子湮没寿命结果表明,经快中子辐照后,α-Al_2O_3单晶产生单空位及多空位,且多空位浓度增大幅度比单空位的增大幅度大.     

碳酰胺与氢化锆高温下原位反应层的AES/XPS分析

采用碳酰胺高温分解产生含C、O、N源与氢化锆原位反应制备阻氢渗透层,借助俄歇电子能谱(AES)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对阻氢渗透层元素成分及深度、键态进行分析。AES结果表明:氢化锆表面原位反应层由C、N、O、Zr元素组成,随溅射时间增加,O、Zr元素含量增加,C、N元素含量降低。原位反应层厚度约3.4μm,其中含N、C层深度约150 nm。氢化锆表面阻氢渗透层XPS分析表明,表面层存在ZrO_2,同时有Zr-OH、Zr-N、C-H、N-H键。氢在扩散过程中被C、O、N捕获表明含C、O、N的氢化锆表面原位反应层对氢的渗透有一定的阻碍作用。