Gd2O3-UO2芯块晶粒尺寸的影响因素研究

用光学显微镜和图象分析仪研究了影响Gd2O3-UO2芯块晶粒尺寸的因素。对烧结气氛、混料方式、芯块在烧结炉中的位置、以及在UO2芯块中添加U3O8、草酸铵和助烧剂（Al、Ti、V的氧化物）等给Gd2O3-UO2芯块晶粒尺寸带来的影响进行了研究。结果表明,球磨工艺、添加助烧剂和微氧化气氛烧结等都有利于芯块的晶粒生长,晶粒大小分布均匀;添加U3O8和草酸铵对芯块的晶粒生长无明显的影响。     

UO2-x燃料芯块的晶粒生长动力学

本文采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了亚化学计量UO_2-x燃料芯块的晶粒生长动力学。结果表明,以UO_2+x+5%U为原料,可得到密度为94.91%TD～96.23%TD（TD为理论密度）、O与U的原子个数比为1.975～1.990的合格的亚化学计量UO_2-x燃料芯块;在烧结温度≤1 650 ℃时晶粒生长速率较低,在烧结温度≥1750 ℃时晶粒生长速率较高;初始晶粒尺寸G₀不能忽略不计,亚化学计量UO₂-x燃料芯块的晶粒生长动力学符合4次方模型G⁴-G⁴₀=k₀texp(-1 000Q/RT),晶粒生长速率常数k₀=78.76 μm⁴/h,激活能Q=433.35 kJ/mol。     

掺钛对UO2微球晶粒生长机制的影响

采用溶胶-凝胶方法制备掺钛0.3%(质量分数,下同)UO2微球,用金相显微镜观察微球微观结构、图像分析仪计算微球晶粒尺寸。对掺钛0.3%UO2微球晶粒长大机制进行了研究。经过计算得到在1 250～1 550℃之间掺钛UO2微球晶粒生长的平均活化能Ea=232.79kJ/mol,明显地低于UO2微球晶粒生长的平均活化能(Ea0=518.32kJ/mol);掺钛UO2微球在烧结后期(1 250℃之后),微球部分区域可能形成高价态的U4O9相,加快了U原子扩散速度,加速了晶粒生长。     

基体温度对钛膜表面形貌和力学性能的影响研究

应用电阻蒸发镀膜方法在钼基体表面沉积钛膜。采用X射线衍射仪（X-ray Diffraction,XRD）对钛膜的物相进行表征,获得钛膜的择优取向;采用扫描电镜（Scanning Electron Microscope,SEM）和原子力显微镜（Atomic Force Microscope,AFM）对钛膜的表面形貌进行表征,获得钛膜的晶粒尺寸分布情况及表面粗糙度;采用AFM纳米压痕技术对钛膜的力学性能进行表征,获得钛膜的弹性模量。结果表明：基体温度对钛膜的微观结构及力学性能有重要影响,在600～750℃范围内,随着基体温度的升高,钛膜晶粒取向的主要影响因素由应变能变为表面能,钛膜的择优取向由（101）变为（002）;基体温度的升高增强了基体表面钛原子的扩散能力,钛膜的平均晶粒尺寸、粗糙度及弹性模量均随基体温度的升高而增大。     

掺杂钛对UO2微球微观结构的影响

研究了掺杂0.7％(质量分数)钛对UO2微球微观结构的影响.结果表明,随着烧结温度的升高,气孔数量减少,但单个气孔体积却增大,其主要机制可能是小气孔之间的溶合;1250～1450℃之间烧结时,晶粒生长速度出现不一致,部分晶粒开始迅速生长,晶粒大小分布出现“双高”特征,且氧化钛大部分均匀分布在微球晶粒内部,少量氧化钛解析...     

1.7MeV电子辐照对TiNi形状记忆合金相变温度的影响

用能量为１．７ＭｅＶ不同注量的电子辐照了ＴｉＮｉ形状记忆合金,通过温度控制使辐照在合金马氏体相进行,发现辐照使合金的马氏体逆相变开始温度Ａｓ和结束温度Ａｆ降低,且Ａｆ对电子辐照更敏感,相变温度滞后宽度减小;马氏体相变开始温度Ｍｓ和结束温度Ｍｆ基于无变化。ＸＲＤ结果表明电子辐照造成了马氏体相点阵畸变,随辐照注量的增加有增大的趋势,并且较大注量的晶面间距都增大。说明辐照引入的点缺陷增加了马氏体弹性应变     

热流密度对汽水两相流压力波动特性的影响

实验研究了螺旋管内绝热和沸腾汽液两相流动时压力波动特性。分析了热流密度对压力波动的影响规律。结果表明沸腾时波动的均方根和分形参数（分维数、关联维数和Kolmogorov熵）与绝热两相流明显不同,加热热流密度的大小影响各特征参数的大小及其随干度的变化规律。未考虑热流密度影响的流型图或流型转变准则只能在小热流密度时使用。     

气泡尺寸对气溶胶水洗效果计算的影响

气溶胶水洗是核电厂严重事故下放射性源项分析的重要环节,气泡尺寸的确定对于合理评估气溶胶水洗效果非常关键。通过构建气溶胶水洗计算模型,选用气泡平均直径关系式预测水洗过程上升区的稳定气泡尺寸,对采用不同注气装置的LACE-Espana以及ACE(Abnormal Conditions and Events)水洗实验典型工况进行模拟分析,探究气泡尺寸对气溶胶水洗净化系数(Decontamination Factor,DF)计算的影响。对比结果表明:采用Akita关系式预测的气泡直径计算所获得的DF更接近实验结果,DF随气泡尺寸的减小而显著增大。     

晶粒尺寸及应变率对金属铀压缩行为的影响

采用两种晶粒尺寸的金属铀试样进行了准静态及Hopkinson动态压缩实验,获得了金属铀的静、动态压缩应力-应变曲线,结合“应变冻结”实验和金相观测结果,分析了晶粒尺寸及应变率对金属铀压缩行为的影响。结果表明：在变形初期金属铀的主要变形机制为孪生,而晶间协调及晶粒破碎是变形后期的主要机制;晶粒越大,孪生在变形过程中的贡献越大,材料强度越低;两种晶粒尺寸的金属铀均具有显著的应变率效应,应变率越高,变形过程中启动的孪晶系越少。最后利用经验本构模型对实验结果进行了拟合,模型预测结果与实验结果吻合很好。     

通道尺寸对稠密栅元内湍流流体的影响

利用CFD软件FLUENT对37棒束内的湍流流体进行分析,利用实验数据对计算结果进行验证,然后分析棒-棒间隙的减小对稠密栅元内流动交混和相干结构的影响.随着P/D的减小,大尺度相干结构运动越来越显著,由此带来的横向动量和能量交换也越来越明显.栅元的临界P/D约为1.03,此时栅元的换热条件基本上处于最佳状态.当P/D=...     

矩形通道几何尺寸偏差对热工水力特性的影响

与圆管和棒束几何通道相比,板型元件窄边的几何尺寸偏差对流道流通截面积影响较大。本文以某一尺寸为例,定量评估了矩形通道窄尺寸偏差对热工水力特性（流动压降和ＣＨＦ）的影响。通道尺寸对压降的影响主要表现在当造成热通道含汽后,即使含汽量只有１％,从单相压降向两相压降变化造成的流量偏离仍可达１１％。在单相区,窄边偏差０．１ｍｍ对流量的影响一般不超过４．０％。对ＣＨＦ的影响则与所使用的公式有关,对于本文所选Ｃ     

强流脉冲离子束辐照对钛合金表面相结构的影响

利用X射线衍射(XRD)和能量色散的特征X射线谱(XEDS)扫描,对强脉冲离子束辐照钛合金的表面结构特征和成分分布进行了测试与分析。结果表明,试样钛合金为(α+β)型两相钛合金。当以低能流密度离子束辐照时,材料表面粗糙度的增加导致结构发生明显变化;随着离子束能流密度的增加,材料表面层出现微小非晶相;表面元素呈明显的层状均匀分布;多次脉冲离子束辐照下,表面形成Al2O3等氧化物,从而利于被辐照表面抗氧化性的提高。进一步提高离子束能流密度,多次脉冲辐照,材料表面形成了新相Al6MoTi和AlMoTi2。     

固体氧化物电解池尺寸对其性能的影响

固体氧化物电解池(Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC)电堆是高温水蒸气电解(High Temperature Electrolysis System,HTSE)制氢系统的核心反应器,由多片单电池串联组装而成。单电池的尺寸制约着单位有效面积上SOEC电堆的电化学制氢性能,进而影响着HTSE制氢装置的系统复杂程度和成本。基于计算流体力学软件建立了平板式SOEC电解池三维模型,采用平面尺寸为4 cm×4 cm、8 cm×8 cm和16 cm×16 cm的电解池,研究其尺寸对电解反应特性的影响。结果表明:工作电压低于热中性电压时,电解池尺寸对电解性能影响不大。当工作电压高于热中性电压时,电解池尺寸越大时电解电流密度越大;然而电解池中温度和电流密度分布的均匀性也会随着电解池的尺寸增大而变差,即产生明显的梯度分布。通过适当增大所通入的H_2O/H_2混合气体量即减小H_2O的整体反应比可以缓解由电解池尺寸的增大引起的温度和电流密度梯度分布。经过计算分析可知,对于有效面积为16 cm×16 cm的电解池,当反应物中水蒸气整体反应比为70%时,在1.34 V的电解电压下,电解电流密度可以达到8 033 A·m~(-2),且电解池中的温度和电流密度分布均匀性均有所改善。     

包覆燃料颗粒尺寸及其标准偏差对失效概率的影响

三结构同向性型(Tristructural isotropic,TRISO)包覆燃料颗粒是目前高温气冷堆和固态燃料熔盐堆采用的燃料元件。TRISO包覆燃料颗粒破损会导致裂变产物不可接受的释放,由此影响反应堆的安全运行。基于TRISO包覆燃料颗粒压力壳式破损模型,分析了TRISO包覆燃料颗粒核芯和各包覆层的尺寸对失效概率的影响,研究了TRISO包覆燃料颗粒核芯半径、疏松热解碳(Buffer)层厚度和碳化硅(Si C)层厚度的合理设计范围。同时,利用随机抽样统计的方法分析了TRISO包覆燃料颗粒核芯半径分布和各包覆层厚度分布对颗粒失效概率的影响。研究发现,降低Buffer层厚度分布的标准差至16μm可以使TRISO包覆燃料颗粒的失效概率降低一个数量级。     

压力对掺Bi的LaCaMnO中晶格畸变的影响

利用同步辐射X光衍射技术,对（La1-xBix)0.5Ca0.5MnO3(x=0.2,0.3,0.4）中存在的Jahn-Teller畸变,进行了原位的高压研究。实验表明在外加压力的作用下,能有效地影响到晶格中Mn-O键长和Mn-O-Mn键角的变化,样品中的晶格畸变有所减小。并且对在晶格中存在的两种不同的畸变模式Q2和Q3,在外加压力的作用下的变化规律进行了讨论。由于这两种不同的畸变模式在受到外力作用时,表现形为不一样,导致了位于a-b基面上的Q2畸变模式的消失,并且导致Q2畸变模式消失的压力点随掺杂浓度的增加而增加。     

光学探针测点位置对受热工况两相流流型识别的影响

采用汽泡尺寸概率密度函数(PDF)分析的方法，研究了探测点径向位置对流型识别的影响。结果表明，受热工况下该影响不可忽视。考虑到探测点空间位置对受热工况流型识别的影响，同时为了简化测量与分析，本文提出了“两点判别法”。实验结果表明，该方法对于垂直受热圆管可以得出准确的流型识别结果。     

特征工艺尺寸对CMOS SRAM抗单粒子翻转性能的影响

采用TCAD工艺模拟工具按照等比例缩小规则构建了从亚微米到超深亚微米级7种不同特征尺寸的MOS晶体管,计算了由这些晶体管组成的静态随机存储器(SRAM)单粒子翻转的临界电荷Qcrit、LET阈值(LETth),建立了LETth与临界电荷之间的解析关系,研究了特征工艺尺寸对CMOS SRAM抗单粒子翻转性能的影响及原因。研究表明:随着特征尺寸的减小,SRAM单元单粒子翻转的临界电荷减小,电荷收集效率由于寄生双极晶体管效应而增加,造成LETth随特征尺寸缩小而迅速减小,CMOS SRAM抗单粒子翻转性能迅速降低。     

He离子辐照对锐钛矿TiO_2薄膜结构与性能的影响

用多弧离子镀方法制备锐钛矿二氧化钛(TiO_2)薄膜,研究不同剂量与能量的He离子辐照对TiO_2薄膜结构与性能的影响。用X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱(RM)、场发射扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、四探针仪(FPPT)和紫外可见分光度仪(W)分别表征辐照前后TiO_2薄膜相结构、分子结构、结构形貌、电阻率及光反射率。结果表明:薄膜的相结构未发生明显转变;薄膜电阻率与结晶度发生变化;薄膜柱状结构逐渐消失;辐照剂量一定时,He离子能量越小,薄膜表面粗糙度与光反射率越大;能量一定,剂量越大导致薄膜光反射率越小。     

环形燃料元件几何尺寸对其热工性能的影响研究

针对环形燃料元件,基于欧洲铅冷系统反应堆ELSY选取环形燃料元件参数,建立环形燃料元件导热模型,设定环形燃料元件的初始参数并利用MATLAB编制环形燃料元件导热计算程序,通过制定的三个评估标准研究环形燃料流量分配比、内外包壳厚度、内外气隙厚度和芯块厚度对环形燃料元件热工性能的影响并进行几何尺寸修正。研究结果表明：适当增大流量分配比、减小内包壳厚度、增大外包壳厚度、减小内外气隙间距和减小芯块厚度可改善元件的热工性能;设定流量分配比为1、内包壳厚度0.06 cm修正为0.04 cm、外包壳厚度0.06 cm修正为0.07 cm、内外气隙间距0.035 cm修正为0.015 cm、芯块厚度修正为0.05 cm,进行这些几何尺寸修正后,芯块的最高温度下降了90 K(8.6%),绝热面位置偏离芯块几何中心不足2μm,内外通道冷却剂出口温差不足2 K,环形燃料元件热工性能得到了明显提高。     

静压对电容式压力、差压变送器的影响

本文着重分析电容式压力、差压变送器在静压下产生静压误差的原因、对变送器精度的影响及消除方法。