Ti3AlC2的高温临氢行为

研究了Ti3Al C2体材料在氢气氛中的高温(1100~1400℃)热稳定性。采用XRD、SEM、SIMS和Raman分析等手段对Ti3Al C2临氢反应前后的物相组成、表面形貌进行了表征;使用热力学软件Factsage计算了反应过程中的气态产物。结果表明,在1100~1400℃氢气氛条件下有少量H溶解在Ti3Al C2材料中,Ti3Al C2发生了以Al元素缺失为特征的有限程度的分解反应。缺失的Al元素与气氛中极微量的氧反应形成了均匀但不致密的Al2O3膜;而当反应温度为1400℃时,Al2O3膜发生了明显的脱落。使用热力学软件的计算结果预测,部分缺失Al元素与H2反应生成气体产物Al H。初步的研究结果表明,在1300℃以下Ti3Al C2具有较好的耐氢性能。     

Ti—V合金吸氢动力学研究

介绍了3种组成的Ti—V合金（Ti0.75V0.24、Ti0.51V0.49和Ti0.25V0.75）吸氢动力学研究方法，获得了动力学曲线、动力学方程及表观动力学参数。分析了Ti—V合金吸氢动力学的影响因素，金属氢化物动力学过程的特点及其与气-固反应动力学的区别。对反应程度进行归纳，得出T-V合金吸氢动力学方程的适用范围。     

Ti-V合金及其氢化物结构的研究

介绍了3种组成的Ti-V合金(Ti0.76V0.24、Ti0.51V0.49和Ti0.25V0.75)及其氢化物的晶体结构确定方法.通过XRD分析和理论计算,确定这3种合金为bcc结构,它们的纯β相氢化物是fcc结构,并测得了这两类结构的晶胞参数.研究发现,Ti-V合金吸氢性能比金属V有所改善,H原子数与合金原子数之和的比大于1.0才能发生α相氢化物向β相氢化物的转变.     

金属中氦缺陷的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了面心立方fcc、体心立方bcc和六方密堆hcp结构金属中氦缺陷,计算分析了三种晶体结构金属中四面体间隙位置、八面体间隙位置和替代位置氦原子的形成能.并比较了fcc、bcc和hcp结构中不同位置氦点缺陷的稳定性.     

Al-B4C复合材料在硼酸溶液中腐蚀机理研究

采用硼酸溶液模拟乏燃料贮存水池环境,研究Al-B₄C复合材料在其中的腐蚀行为。用SEM、EDS观测腐蚀试样的微观形貌,用XRD测试腐蚀前后试样的物相,并测试腐蚀过程中试样的干重。结果表明：材料中的Al是引起腐蚀的主要因素;0~500 ppm硼酸溶液中,试样腐蚀增重,在表面生成斜晶结构的Al(OH)₃氧化膜,对材料起一定保护作用;2 500 ppm硼酸溶液中,试样腐蚀增重,在表面沉积非晶结构的Al(OH)₃絮状腐蚀产物;10 000~25 000 ppm硼酸溶液中,试样腐蚀失重,表面局部微小区域可观察到龟裂和腐蚀“坑”生成。材料抗腐蚀性能随溶液硼酸浓度的增加而降低,欲提高材料抗腐蚀性能,需对其进行表面保护处理。     

氘在钛中的扩散行为

对以氘化钛形式吸附在金属钛中的氘的扩散行为进行了研究。样品经电子束加温至３４３℃，用＾４Ｈｅ－Ｄ前向反冲方法测量氘化钛分解后氘在钛表面和内部的浓度分布。由扩散方程求得吸附的氘化钛样品中氘的扩散系数和表面复合系数，并与通过向钛中注入氘的方法得到的结果进行了比较。     

复杂混合气体组分在低温活性炭表面的吸附特性

为实现大体积气体中微量放射性气体Kr、Xe同位素的测量,须将混合气体进行浓集并将目标气体吸附于10 mL左右的活性炭源盒中。本实验对混合气体中各组分在活性炭分离柱上的吸附性能进行研究,建立了通过去除其他杂质气体、浓集大体积气体制备放射性Kr和Xe活度源的方法。根据反应堆流出气体和核爆可能生成的气体组分,配制了模拟气体,使用活化的4A分子筛对其中的水和CO₂进行模拟去除,获得了流程中去除水和CO₂的实验条件;选择5个低温点(273、264、255、246、238 K),在低温活性炭柱上对H₂、CO、CH₄、Kr和Xe的吸附特性进行研究,测定了各气体在不同温度下的吸附穿透曲线。结果表明,室温下4A分子筛对水和CO₂有较好的吸附效果。低温下,H₂、CO不易在活性炭表面吸附;CH₄、Kr吸附性质相似;Xe吸附能力较强。低温下难以去除的CH₄可在高温下氧化去除。因此,可根据混合气体中各组分性质的不同实现杂质气体的去除和目标气体Kr、Xe的回收测量。     

DT冷冻靶分层技术进展

为了实现ICF点火,制备均匀的高密度DT燃料靶,克服DT燃料自身重力对靶内DT燃料分布不均匀的影响,使用β自分层、IR增强及等离子体增强分层技术是当今国外常见的技术手段。较详细地介绍了β自分层、IR增强及等离子体增强分层技术的基本原理、影响分层质量的主要因素及难点、分层装置的简单结构示意图。     

中子发生器用氚靶的研究进展

对粒子加速器和密封中子管用氚靶的工作原理、制备过程及基本要求，包括具有较高的载氚密度、较高的热稳定性、氚靶靶膜应具有较低的^3He释放率和掉粉率等作了简要介绍。在此基础上，综述了近年来在金属氚化物膜块结构和性质、靶膜表面性质、金属氚化物的氦释放和新型靶材料的研制等方面的进展，提出了今后中子发生器氚靶的研究方向，主要涉及新型靶材料设计开发、新型结构靶研制、氚化物靶膜结构及其氦释放行为研究等方面。     

常温氦离子注入纳米钛膜的微结构分析

在常温下,用200、100 keV He离子按He-Ti原子浓度比0.1、0.3和0.2的剂量注入纳米钛膜,采用现代表面分析技术对试样进行形貌观察与微观分析.测试分析结果表明注入前,沉积膜的原子力显微镜(AFM)形貌像呈现从几十至200 nm以上极不均匀的晶粒尺度;注入后,3个试样的晶粒均有所长大,且随着注入剂量的增加,其长大趋势更为明显.这些长大的晶粒中同时存在大量的亚结构,表明在高剂量氦离子注入下,导致出现表层晶粒细化现象;He离子注入后的试样在衍射角15°～40°之间出现可辨的衍射峰,其膜层内的平均晶粒尺寸约136 nm,说明经离子注入后,膜层内纳米粒子的结晶度得到进一步提高,晶粒度比注入前长大.此结果证实了AFM B微米级视场的观察.