大纵横比玻璃微球分步增压充氘氚工艺研究

对大纵横比玻璃微球充氘氚气体,采用了分步增压法。为了充气,建立了一套防氢及其同位素腐蚀的高压系统,该系统在15MPa下的漏率为3.7×10~(-4)Pa·L/s。用铀床和LaNi_5床组合起来,作为充气的气源。在不同的温度下,可获得不同压力的氘氚气体,满足了充气要求。还进行了大纵横比玻璃微球的性能研究,在室温和250℃时,该微球均能承受1.0MPa的压力,微球的内外压之比约0.51。大纵横比玻璃微球分步增压充气工艺是:在250℃时,每隔0.5h,增加0.1MPa,压力增加到1.0MPa时,平衡4h,停止加热,冷却到室温,用氘气清洗系统,取出微球进行测量,微球内的氘氚气体压力为0.51～0.54MPa,满足了物理实验的要求。     

空心玻璃微球D2/Ne混合气体充气工艺

本工作主要研究空心玻璃微球对D₂和Ne气体渗透系数的差异，以及研究采用热扩散法在高压充气系统上向空心玻璃微球充入D₂/Ne混合气体的充气工艺。利用干涉条纹法测量了在充气和保气时Ne的气体渗透系数，它们分别为K_Ne,350℃=2.6×10^-18和K_Ne,25℃=8.0×10^-22mol•m^－1•s^－1•Pa^－1。根据D₂的气体渗透系数确定了玻璃微球充D₂/Ne混合气体的充气方法和充气平衡时间，平衡时间以充纯Ne时间为准。此外，还研究了空心玻璃微球充入混合气体后的保气性能。     

预处理温度对聚碳硅烷粒子炉内成球性的影响

本文以聚碳硅烷(PCS)为原料,采用炉内成球技术制备直径200~400μm、壁厚3~5μm的SiC空心微球,探讨微球制备的最佳条件,并在此基础上研究不同预处理温度对PCS成球产率及品质的影响。结果表明,炉内载气温度为500℃、He与Ar比例为3∶1时PCS的成球产率较高,且微球的球形度、同心度、表面光洁度均最好。此外,由于预处理过程去除了PCS中的低分子量聚碳硅烷和其他小分子,同时使其聚合度升高,提高了PCS的热稳定性和陶瓷化产率。因此,在最佳炉内成球条件下,PCS的成球率随预处理温度的升高而升高,所得微球的表面粗糙度却随之降低。经350℃预处理后的PCS粒子成球率最高,且微球的球形度和表面质量最佳。     

炉内成球技术制备PS-PVA双层球

本工作研究采用炉内成球技术制备惯性约束聚变用靶丸聚苯乙烯-聚乙烯醇（PS-PVA）双层球。以乳液法制备PS微球，利用炉内成球技术在PS微球表面制备PVA层。研究表明，在PVA质量浓度为5％、炉内为空气、炉温473～523K条件下，可制备出PS-PVA双层球。双层球直径范围250～550μm，PVA层厚度范围1.0～2.4μm，PS-PVA双层球表面光洁度3～10nm，微球充氩气的最低温度350～360K，室温条件下对氘气的保气半寿命1～5h。     

SCWR候选不锈钢的蠕变性能研究

采用RDL50型蠕变持久试验机研究奥氏体不锈钢316Ti、347、HR3C和6XN在550℃/90 MPa、600℃/85 MPa、650℃/70 MPa和700℃/65 MPa条件下的蠕变性能。结果表明,在550℃/90 MPa条件下,347的蠕变性能最佳,但随着温度的提高,600℃以上HR3C的蠕变性能优势逐渐体现;316Ti在4种条件下的蠕变性能均最差。结合实验数据分析,应力指数n排序为316Ti>347>HR3C,激活能Q排序为HR3C>347>316Ti,进一步表明了上述3种材料蠕变性能的优劣为HR3C>347>316Ti。     

考虑预应力损失影响的安全壳安全性能研究

预应力损失对安全壳在内压作用下的安全性能影响不可忽略，本文通过考虑安全壳不同龄期下的预应力损失来研究安全壳在设计基准期内40年及设计基准期后60年不同内压水平作用下的安全性能。采用ABAQUS有限元软件建立了精细化安全壳三维有限元分析模型，通过非线性有限元方法分析了钢衬里屈服、预应力筋屈服、混凝土裂缝演化等性能指标。研究结果表明，考虑预应力损失后，安全壳混凝土开裂与钢衬里失效时，所能承受的内压荷载减小；安全壳在极限内压作用下的变形表现为穹顶向外膨胀以及洞口向内收缩；安全壳穹顶部分在极限内压下破坏严重；考虑预应力损失后，安全壳变形明显增大。但安全壳在设计内压(0.4 MPa)作用下仍有足够的安全裕度。     

碳酸氢钠介质铀溶解温压条件制约模拟实验研究

成矿流体的温度、压力等物理条件变化影响铀溶解、沉淀能力,在热液型铀矿研究中对揭示铀富集沉淀机制具有重要意义。以沙子江铀矿床为主要研究对象,进行微量元素化学分析和物理化学条件模拟实验。变温实验和恒压变温实验结果表明在饱和蒸气压及6.89 MPa条件下,铀在0.5%NaHCO3介质中的优势溶解温度为80℃;在20 MPa条件下,相当于地下埋深约702～800 m, 150℃为铀的优势溶解温度; 200℃恒温条件下,随压力的增加,铀在0.5%NaHCO3介质中的溶解能力逐渐降低。研究表明来自地壳深部的含铀成矿流体随多期次的岩浆活动引起的温度波动有利于铀富集沉淀,减压作用中压力变化并非铀富集沉淀的直接因素。     

干凝胶法制备空心玻璃微球的炉内成球过程分析

基于干凝胶粒子炉内成球过程的分解实验结果及各阶段中间产物的分析测试结果,通过对干凝胶法制备空心玻璃微球工艺的传热、传质和运动的过程分析,将干凝胶法制备空心玻璃微球炉内成球过程合理简化为吸热、封装、气泡形成及聚并、精炼、冷却5个阶段。吸热阶段的升温速率以及发泡剂的分解温度和发泡效率、精炼阶段的精炼时间和温度、冷却阶段的冷却速率是影响干凝胶法制备空心玻璃微球工艺和空心玻璃微球最终质量的关键因素。     

炉内成球法制备SiC空心陶瓷微球

采用干凝胶法,以聚碳硅烷（PCS）为原料,通过炉内成球技术制备了SiC空心陶瓷微球。并利用TG、IR、SEM、XRD等方法对陶瓷微球进行了成键结构、表面形貌等分析,讨论了有机聚合物的陶瓷化过程机理。结果表明,干凝胶成球技术能利用经纯化处理的聚碳硅烷在500~600 ℃下得到SiC空心陶瓷微球,采用乙醇作为发泡剂可使PCS凝胶粒子得到良好发泡效果,提高载气中氦气含量至50%~80%可提高干凝胶粒子在吸热阶段的升温速率,微球经辐照后在850 ℃下碳化生成以β-SiC为主要相结构的球壳,球壳具有较好的表面平整度。     

TRISO微球涂层的微结构与力学性能研究

以ZrO₂微球为模拟核芯，通过流化床化学气相沉积(FBCVD)工艺制备了三结构同向性包覆颗粒(TRISO)微球，利用扫描电镜、透射电镜等对TRISO微球各包覆涂层的微结构进行了观察分析，并采用微米压痕法测试了各包覆涂层的弹性模量和维氏硬度，在此基础上通过压溃实验对SiC涂层的断裂强度进行了测试。结果表明：(1)Buffer层由大量的球状碳颗粒组成，涂层中存在较多的大孔；(2)内PyC层和外PyC的结构类似，由大量表面包裹片层结构的球状碳颗粒组成，致密度相对较高；(3)SiC层以典型的β-SiC结晶态存在，原子层间距为0.26 nm；(4)各包覆涂层中，Buffer层的弹性模量和维氏硬度最低，分别在13.29GPa和1.78 GPa左右，内PyC层的弹性模量和维氏硬度分别在25.80 GPa和3.18 GPa左右，外PyC层的弹性模量和硬度分别在28.15 GPa和3.66 GPa左右，SiC层的弹性模量与硬度均最高，分别在141.4 GPa和21.51 GPa左右；(5)通过压溃实验测得的SiC层平均断裂强度为2581 MPa。TRISO微球各包覆涂层不同的结构特...     

液滴法制备空心玻璃微球的过程分析

将液滴法制备空心玻璃微球（HGM）的过程划分为液滴的形成、凝胶球壳的形成与干燥、干凝胶球壳的熔炼等阶段,分析了各阶段的物理过程,提出了控制液滴大小、初始速度和液滴中玻璃形成物含量的定量方法,阐述了炉体轴向温度分布、抽气速率和吹扫气体组成对形成HGM的影响。     

镍基合金825在超临界水中的腐蚀性能研究

研究了镍基合金825在550 ℃/25 MPa、600 ℃/25 MPa和650 ℃/25 MPa超临界水（SCW）中的应力腐蚀开裂敏感性,以及在超临界650 ℃/25 MPa、次临界290 ℃/15.2 MPa水中的均匀腐蚀性能。通过慢应变速率拉伸实验得到了相应的应力-应变曲线,结果表明,随温度的升高,825的机械强度和塑性逐渐下降;实验后试样的SEM图像表明,825在3种工况下的应力腐蚀开裂倾向大小关系为600 ℃＞550 ℃＞650 ℃。825在SCW条件下的腐蚀实验表明,其腐蚀增重大致符合幂函数生长规律;而其在次临界条件下的腐蚀增重变化却呈现出先减后增的特征。     

钨靶件试样的热等静压工艺试验研究

分别选用锆和不锈钢作为ADS固体W靶的包壳材料，采用真空电子束焊制备了W-Zr及W-S.S.的小样品，在1200、1300、1400℃和180MPa下研究它们的热等静压（HIP）工艺条件。对HIP后的试样分别进行结合面微观观察、扩散层厚度，成分及其显微硬度的测试分析。结果表明：钨-锆及钨-不锈钢包壳管均结合紧密良好，未见间隙或微裂纹,也未见钨的晶粒长大；在钨-锆包壳管结合面处主要是锆向钨扩散，而钨向锆扩散很少。在本试验条件下，其扩散层深度在6-9µm；钨-不锈钢包壳管结合面处钨和铁的扩散明显，其扩散层深度约为13μm，而铬和镍的扩散较少；W-Zr及W-S.S.结合面的显微硬度值也表明在钨-锆及钨-不锈钢的结合面上有扩散层存在；在1300℃，180MPa进行等静压后，不锈钢包壳管的部分区域熔化，因此，1200℃，180MPa适合于钨-不锈钢，而1300℃，180Mpa最适合于钨-锆。     

Phase structure of the CPD prepared CdS films before and after Ar^＋ ion irradiation

CdS films prepared with chemical pyrolysis deposition(CPD) at different temperature during film growth were characterized by XRD.Hexagon-like structrue appeared at the temperature of 350-500℃,while wurtzite phase was observed at temperature of 540℃ during film growth,Also CdS films prepared by CPD at 400℃ were undergone post annealing at different temperature of 200-600℃ or post Ar^ ion irradiation.It is found that wurtzite phase happened when the annealing temperature rose to 600℃.And hexagon-like structure existed at the annealing temperature from 25℃to near 500℃.Ar^ ion irradiation could not cause phase transformation,but induce some preferred orientations and an increase in grain size for the CdS films.     

由玻璃组成计算空心玻璃微球的耐压强度

根据玻璃性质的加和性原则,分别由玻璃组成计算了空心玻璃微球（HGM）的弹性模量、拉伸强度和抗压强度,并利用经验公式计算了6种配方HGM在不同形状因子下的耐内压强度和耐外压强度。初步实验验证表明：HGM的耐压强度的计算结果与测量值基本吻合。     

Investigation and application of hollow anode glow discharge ion source

In the present work, a new shape of a glow discharge ion source has been designed, fabricated and constructed at Accelerators and Ion Sources Department, Nuclear Research Center, Egyptian Atomic Energy Authority, Egypt. The discharge and output beam characteristics of the ion source at different operating gas pressures have been measured at the optimum distance between the anode and the cathode (3.5 mm) using hydrogen and nitrogen gases. Furthermore, mixture of different gases was studied, e.g., addition of H₂ gas to N₂ gas with different ratios has been investigated. Finally, as an application of this new ion source, ion beam modification of insulators (glass) which depends on glass structure has been achieved. It has been found that, the transmission of light is decreased by coating the glass surface with Ar ion beam more than coating with plasma of Ar gas at the same pressure and the same exposure time. So we could use this ion source as a coating tool for borate glass surface. The parameters affected the glow discharge ion source efficiency have been examined carefully using a mixture of gases. Using helium gas, the glow discharge is in a turbulent state due to instabilities. An investigated H₂-N₂ mixture has been used in order to obtain an optimum percentage of the mixture of the two gases to increase the electric field necessary for ionization balance.     

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。     

氧化物弥散强化低活化合金的微观组织及力学性能

为了强化低活化合金(CLF-1)的高温性能,将采用Ar气超声雾化方法制备的CLF-1粉末与纳米Y₂O₃粉末混合后,经高能球磨和热等静压处理,获得氧化物弥散强化（ODS）CLF-1样品。对样品进行不同制度的热处理,并进行了微观组织分析和力学性能测试。分析结果表明,经过正火和回火处理,ODS CLF-1组织为回火马氏体,当正火温度为1 100 ℃时晶粒尺寸最为均匀。回火温度对显微组织影响不明显,但回火温度升高,维氏硬度下降。热处理后样品中观察到明显的弥散分布的Y₂O₃颗粒和位错塞积,证实了弥散强化的作用。Y₂O₃颗粒尺寸不均匀,100 nm左右的大颗粒倾向于沿晶界分布,而较小的颗粒则在晶内分布。ODS CLF-1样品具有良好的高温拉伸性能,600 ℃时抗拉强度为370 MPa,延伸率为18.5%。屈服强度和抗拉强度随热处理温度的升高而降低。