聚变堆第一壁C SiC涂层微观结构研究

用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线波谱仪(WDS)和能谱仪(EDAX),观察研究了C_3H_6-CH_3SiCl_3-Ar混合气体在石墨基体上化学气相沉积(CVD)的C SiC涂层的显微组织、晶体结构、SiC含量及分布与制备工艺的关系,以及氢离子(H~ )化学溅射和高能电子束热冲击对C SiC涂层微观结构和性能的影响。研究结果表明,在1600℃下制备的C SiC涂层,具有良好的结合强度、抗化学溅射和抗热冲击性能。     

化学气相沉积包覆燃料颗粒ZrC涂层的模拟计算

ZrC涂层是高温气冷堆包覆燃料颗粒最具潜力的一种阻挡层材料。本文利用热力学软件HSC-Chemistry5.0对化学气相沉积ZrC涂层进行模拟计算。结果表明,化学气相沉积ZrC涂层较佳工艺参数范围如下：原料气体中C/Zr比为0.5～1.5,H₂/Ar比为0.5～1.5,沉积温度为1450～1650℃。     

塑料微球厚有机涂层制备研究

采用低压等离子体化学气相沉积（LPP－CVD）并结合反弹盘方法在靶球表面涂敷厚的CxH1-xI涂层。使用反式－2－丁烯为工作气体的沉积速率相对较慢,最高为1μm/h,而使用苯乙烯时,沉积速率提高到3－4μm/h。结合反弹盘技术,在塑料微球上涂敷了厚度为50－80μm的CxH1-x涂层,涂敷薄膜的表面均方根粗糙度小于50nm。     

聚变堆第一壁TiC涂层材料研究

本文介绍了第一壁ＴｉＣ涂层材料的化学气相沉积（ＣＶＤ）工艺；研究了涂层工艺条件对涂层微观结构、沉积速率和基体对涂层生长的影响；给出了涂层厚度与涂层工艺条件之间的经验关系式。讨论了ＴｉＣ／石墨、ＴｉＣ／ＭＯ、ＴｉＣ／３１６ＬＳＳ涂层材料的电子束热冲击损伤机理和热疲劳损伤机理，并对ＴｉＣ／石墨、ＴｉＣ／Ｍｏ、ＴｉＣ／３１６ＬＳＳ用做现行Ｔｏｋａｍａｋ第一壁材料的可行性进行了分析。     

TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层在滑移区的高温微动磨损特性

采用化学气相沉积（CVD）技术，在1Cr13不锈钢基体上制备TiC／Ti（C，N）／TiN复合涂层，研究了该涂层从室温（25℃）到400℃的微动磨损特性，并与无涂层的1Cr13不锈钢基材比较。结果表明：在滑移区．温度对1Cr13不锈钢微动磨损影响较显著；随着温度上升1Cr13不锈钢摩擦系数减少，磨损体积下降；而温度对TiC／Ti（C，N）／TiN复合涂层磨损体积影响不大．且磨损量均很小．TiC/Ti（C，N）／TiN涂层表现出比1Cr13不锈钢优异的抗微动磨损性能。但当该涂层被磨去后，产生的硬质磨屑形成磨粒磨损，反而对基体造成更大的损伤。     

基于仿生多巴胺化学制备铀的吸附材料

铀的高效富集和分离对于核能可持续发展具有重要意义。吸附法作为一类重要的分离方法，吸附材料在其中扮演着关键角色。本文综述了近年来基于仿生多巴胺化学制备铀吸附材料的研究进展。第一部分首先介绍多巴胺化学的基本原理，着重讨论多巴胺的自聚合机理、聚集体结构及其聚合过程的控制因素；第二部分列举利用多巴胺化学表面改性制备不同类型的复合吸附材料，包括碳基纳米材料、多孔硅基材料、无机黏土矿物、金属或共价有机框架化合物、纳米高分子纤维等，探讨针对不同材料体系的多巴胺改性方法，以及对吸附材料组成、结构的影响；第三部分集中介绍多巴胺改性材料对铀的吸附性能研究，按照材料功能基团的差异，分为本征多巴胺涂层、多巴胺-无机复合涂层、多巴胺-高分子复合涂层三个方面，阐述各类材料对铀的吸附行为和机理。本文最后总结了多巴胺化学在吸附材料制备方面尚存在的挑战，并展望了本领域的发展前景。     

铀及铀合金与熔炼坩埚涂层材料高温反应的热力学分析

通过热力学计算,分析了熔炼坩埚的涂层材料与铀及铀合金高温反应的可能性,得到了反应自由能△G0与温度间的关系曲线,比较分析了涂层材料对铀及铀合金熔体在高温下的化学稳定性.结果表明氧化钇对铀和铀合金熔体的化学稳定性最佳,是熔铸铀和铀合金石墨坩埚的理想涂层材料.     

化学气相沉积钨单晶管材表面{110}晶面构成分析

通过电解蚀刻和电子衍射分析了具有轴向[111]晶向的管状钼单晶基体化学气相沉积(CVD)钨单晶涂层的{110}晶面的构成。实验发现,当W单晶涂层的轴向具有[111]晶体取向时,通过电解蚀刻,在钨单晶涂层的表面可以获得高份额的{110}晶面。蚀刻出来的{110}晶面呈台阶结构,并同[111]     

新型氟化反应器设计及温度场模拟

氟化物挥发法是近年来乏燃料干法后处理研究领域最活跃的流程，它是利用氟化物挥发性的差异将大部分易挥发性氟化物与难挥发性氟化物进行分离的一种手段。为更好地开展乏燃料干法处理，本文根据氟化挥发法处理乏燃料的反应特性设计并加工了一种新型氟化反应器，该反应器主要由反应炉、料杯、顶升机构等组成。通过实验测定获得了新型氟化反应器的温度场数据，采用Fluent软件对氟化反应器温度场进行了模拟，同时以CeO₂为模拟料开展了投料量、氟气流量等条件实验。研究表明，通过设计底部气体预热室、中间设置烧结板、顶部设置沉降空腔，可有效提升氟气与物料的接触面积。氟化反应器温度场实验与计算结果表明，温度场计算结果与实验测试结果较吻合，预热区对气体温度预提升有非常重要的作用，主流道气体经预热区加热并通过烧结板后，气体温度分布区间逐渐缩小，烧结板能起到有效均匀布气的作用。模拟料实验结果表明，投料量大于50 g、氟气流量控制在50～60 L/h时，该类反应器具有较高的氟化转化率。     

界面与基体对先进CVI-SiC／SiC复合材料性能的影响

SiC纤维增强SiC基体（SiC／SiC）复合材料是在航空航天领域、高温发动机等先进工业领域具有广泛应用前景的高温结构材料。同时，由于其优异的高温强度及低诱导放射性等特点，SiC／SiC也是热核聚变堆等先进核能源系统很有吸引力的候选结构材料。研究表明，影响SiC／SiC力学性能的主要因素是强化元素SiC纤维及其与基体间界面涂层结构和性能。     

500℃下316L不锈钢的α粒子辐照起泡

在５００℃下用１．０ＭｅＶ、１．５ＭｅＶ、１．８ＭｅＶ的α粒子轰击混合堆第一壁候选材料－３１６Ｌ不锈钢（固溶态和２０％冷加工态），材料发生严重起泡，引起起泡的通量阈值随入射粒子能量增加而增加。通过对辐照样品的截面微观分析，发现起泡的孕育发展与入射粒子和自身产生的级联碰撞区的联合作用密切相关。起泡发生的区域在损伤峰值区，接近射程末端。     

聚变堆第一壁涂层材料TiC和TiN的残余应力研究

采用Ｘ衍射法测定了聚变堆第一壁涂层材料ＴｉＣ和ＴｉＮ薄膜的残余应力．对涂层材料不同的制备方法（化学气相沉积ＣＶＤ和物理气相沉积ＰＶＤ）、基体材料（Ｍｏ、石墨和３１６ＬＳＳ）、涂层厚度及沉积温度对残余应力的影响进行了研究．结果表明，ＣＶＤ与ＰＶＤ制备的涂层的残余应力均为压应力，且ＣＶＤ较ＰＶＤ产生的残余应力要低，Ｔｉ／Ｍｏ（ＣＶＤ）随涂层厚度（１４μｍ～６０μｍ）的增加，残余应力增加．ＰＶＤ涂层的残余应力主要为本征应力，高达数ＧＰａ．其值随沉积温度（２００℃～６５０℃）的升高而降低．对残余应力产生的原因作了初步讨论     

压水堆冷却剂系统中的气体及其含量计算

压水堆冷却剂系统中存在各种气体,它们来自随初次充水或补水带入的空气,气体添加物,水本身和化学添加物的辐照分解产物,水中气体杂质的中子辐照产物,以及因燃料元件包壳破裂或其表面沾污有燃料而进入系统的裂变气体。这些气体主要溶解在作为冷却剂的水中,也有一部分气体逸入稳压器的蒸汽空间和附着在系统的结构材料上。象氧这样的气体还要进一步与结构材料形成氧化腐蚀产物。如无适当的除气措施,这些气体在系统中积聚量过大,可能影响泵和仪表的正常工作;引起反应性变化;破坏传热效果和增加装置的放射性。     

聚变堆第一壁涂层材料

由于使用低Z涂层材料可使传统的结构材料和技术保持不变并能降低等离子体杂质,因而为设计提供了灵活性。低Z涂层可由元素Be,B,C,Al,Ti,V及其化合物中选择。文中介绍了涂层工艺和评价方法。添加约10wt%SiC的热解碳几乎能完全抑制化学溅射。60块C+SiC涂层石墨砖在DoubletⅢ托卡马克的整个照射期间性能令人满意。     

铀矿床和其他地质体上的气体地球化学

本文列举实例论述了利用气体地球化学方法预测和寻找各种有用矿产矿床的理论基础、发展过程及应用现状;同时,还阐明气体地球化学方法可用于监测铀矿床的地浸试验场和解决地质生态学问题。     

氟化物熔盐核废物草酸脱氟研究

熔盐堆运行及乏燃料后处理过程中产生的氟化物熔盐核废物，由于氟元素在玻璃体中较低的溶解度和对玻璃网络的破坏性，导致其固化处理一直是放射性废物管理领域的难题之一。为有效解决氟化物熔盐核废物固化处理的难题，本文利用H₂C₂O₄作为脱氟剂，开展了H₂C₂O₄对模拟氟化物熔盐废物的脱氟实验研究。利用综合热分析、物相分析及化学成分分析手段，确定了H₂C₂O₄与氟化物熔盐在热处理过程中的脱氟反应，通过研究热处理温度与H₂C₂O₄掺入量对脱氟率的影响，确定了最优脱氟工艺参数。结果表明，H₂C₂O₄与F的摩尔比为2、热处理温度为300℃时，脱氟率可达93%。脱氟过程中H₂C₂O₄与氟化物生成HF气体，其中的金属阳离...     

界面化学

颜肖慈，罗明道编著。2004年12月出版。本书介绍了气液、液液、气固及液固等各种界面现象及其规律，新功能材料的界面化学、界面光化学，以及界面化学的微观描述和界面化学的常用测试方法等。书中除较系统地介绍了以上界面化学的基本原理外，还兼顾了其在材料化学、环境化学、电化学、高分子化学、日用化工、精细化工、生命科学等领域的某些应用，具有实用性和通俗性的特点。     

Al、(Al,Si)涂层的制备及其在550℃液态铅铋合金中的防腐蚀性能研究

液态铅铋是加速器驱动次临界系统(ADS)的冷却剂兼散裂靶主选材料之一,作为加速器ADS系统中最合适的候选结构材料之一的奥氏体不锈钢316L,如果在高温液态铅铋合金(LBE)中遭受腐蚀会严重影响系统的安全性,因此必须要提高结构钢材的高温防腐蚀性能。本文利用热蒸发法在奥氏体不锈钢316L表面制备了Al及Si掺杂Al的Al-Si,Si-Al和Al(Si)四种涂层。利用X射线衍射,扫描电子显微镜和能谱仪表征和分析了涂层的相结构和显微结构。将四种涂层在550℃液态铅铋防腐1 000 h后,研究了它们的防腐蚀性能。结果表明,在目前的腐蚀条件下,四种涂层均具有良好的防LBE腐蚀性能,其中Al-Si涂层的防腐蚀性最好。     

弥散（颗粒涂层）及单片（Zr-4合金包壳）U-Mo合金的涂层技术

分别采用化学气相沉积（CVD）硅烷和高温接触式扩散（HTCD）的方法在U-7Mo（w／w）合金颗粒上涂敷了硅材。分别用氢化-破碎-退火脱氢和原子离心破碎两种方法制得涂敷颗粒，对两种颗粒的涂层进行了比较。详细描述了用两种方法涂敷后的颗粒制成的微型板材。第三种微型板是直接使用硅粉与U-7Mo合金粉和铝粉混合以此来取代铝合金粉。本文中还提及了用热轧方法制得的用Zr-4作涂层的微型单片U-7Mo合金板。这种方法的不同之处在于制板工艺过程详尽且具有一定的通用性，在对目前常用的燃料装置和焊接设备进行少量改进的前提下，就可能较容易将高通量反应堆使用的高富集度燃料转变为使用低富集度燃料。     

用化学气相反应法在石墨基体上制备SiC涂层

石墨是建造高温气冷堆的主要材料,提高其抗氧化性能可以进一步改善高温气冷堆安全性.本文对利用化学气相反应法(CVR)在高温气冷堆燃料元件基体石墨上制备SiC涂层的工艺进行了探讨,利用XRD、Raman谱及SEM对制备的SiC涂层进行了分析.结果表明,可以获得单一β-SiC相的SiC涂层,涂层与基体之间具有良好的梯度过渡;但由于在涂层中存在一定的孔隙,仅用CVR制备的SiC涂层不能很好地改善石墨的抗氧化性能,将此方法和其他方法结合起来可以获得低成本的、均匀的SiC抗氧化涂层.