电子辐照聚酰亚胺薄膜力学性能演化机理研究

利用空间综合辐照试验系统和X射线光电子能谱分析(XPS)、热重等分析测试对空间电子辐射环境下聚酰亚胺薄膜力学性能演化及机理进行了研究。研究发现, 聚酰亚胺薄膜的拉力、抗拉强度和断裂伸长率随着电子辐照注量的增加先增加而后指数减小。由热重分析可知, 电子辐照可引起聚酰亚胺薄膜的失重温度显著降低, 在以失重10%作为判据的条件下, 其失重温度由595 ℃下降为583 ℃。由XPS分析可知, 电子辐照诱发聚酰亚胺薄膜化学价键的断裂和交联, 在电子辐照初期, CN键的断裂及引发的交联是导致力学性能增加的主要原因, 而随着辐照注量的增加, C=O双键、N（CO）键的断裂、新的CN键的形成以及N元素的析出是导致聚酰亚胺薄膜力学性能降低的主要原因。     

电子辐照聚酰亚胺薄膜力学性能演化机理研究北大核心CSCD

利用空间综合辐照试验系统和X射线光电子能谱分析(XPS)、热重等分析测试对空间电子辐射环境下聚酰亚胺薄膜力学性能演化及机理进行了研究。研究发现,聚酰亚胺薄膜的拉力、抗拉强度和断裂伸长率随着电子辐照注量的增加先增加而后指数减小。由热重分析可知,电子辐照可引起聚酰亚胺薄膜的失重温度显著降低,在以失重10%作为判据的条件下,其失重温度由595℃下降为583℃。由XPS分析可知,电子辐照诱发聚酰亚胺薄膜化学价键的断裂和交联,在电子辐照初期,C—N键的断裂及引发的交联是导致力学性能增加的主要原因,而随着辐照注量的增加,C=O双键、—N(CO)键的断裂、新的C—N键的形成以及N元素的析出是导致聚酰亚胺薄膜力学性能降低的主要原因。     

抗等离子体辐照的防氚渗透材料的研究

本文研究了氚在经能量为１ｋｅＶ和２８ｋｅＶＨ＋离子辐照的３１６Ｌ不锈钢中，及其ＴｉＣ和ＴｉＮ＋ＴｉＣ表面镀层材料中的扩散渗透行为。结果表明，３１６Ｌ不锈钢表面经１ｋｅＶＨ＋离子辐照后，在３５２ｏＣ下氚在其中的渗透率比在有天然氧化膜的３１６Ｌ不锈钢中的渗透率高２４７倍，但只为表面镀钯的３１６Ｌ不锈钢中的渗透率的１／１．６５。３１６Ｌ不锈钢表面镀２—５μｍＴｉＣ，并经化学热处理在ＴｉＣ中生成防氚渗透阻挡层后，在下游面用１ｋｅＶ能量的Ｈ＋离子辐照，在３５９ｏＣ下氚在镀膜中的渗透率比没受辐照的样品的低５５．７％。在３１６Ｌ不锈钢表面镀有ＴｉＮ＋ＴｉＣ的材料中，其涂层的下游面用能量为２８ｋｅＶ的Ｈ＋离子辐照后，在３２６ｏＣ下氚在其中的渗透率比没受辐照的高了２倍。     

中子辐照锂化合物溶液产生氚的测量系统设计及实验

本文介绍一个用来测量中子辐照锂化合物产生的氚氢(HT)和氚水(HTO)系统。包括工作原理、操作步骤及初步实验结果。     

抗辐照纳米多层膜研究进展

大量研究表明，晶界和界面可以作为吸收缺陷(如空位、间隙原子) 的“陷阱”，因此含有大量晶界、界面的纳米晶、金属和氮化物纳米多层膜，具备良好的自愈合抗辐照能力，从而成为近年来的研究热点。综述了抗辐照纳米多层膜的研究进展，内容包括:材料的设计与制备，各种辐照模拟手段(如中子辐照、离子辐照和多束离子辐照)。重点介绍了离子束辐照模拟反应堆辐照，多层膜在离子束辐照下的行为(如微观结构和机械性能的演变) 及纳米多层膜抗辐照机理。通过对CrN/AlTiN 多层膜的离子辐照，验证了纳米多层膜中界面对缺陷的吸收作用。对纳米多层膜未来研究方向做了展望。Numerous studies show that interface can serve as effective sinks for radiation-induced defects such as interstitials and vacancies. Owning a large number of interfaces, multilayer nanofilms attract a great research interest. In this paper, we review recent research progress on the development of the multilayer nanofilms for the purpose of radiation tolerance. The paper includes following parts: how to design and prepare multilayer nanofilms materials; evaluation with radiation simulation, such as neutron irradiation, ion irradiation and multi-beam ion irradiation; behaviors of multilayer nanofilms under ion beam irradiation, such as microstructure evolution and changes in mechanical properties; theoretical study on the mechanism of radiation tolerance of multilayer nanofilms. Finally, the challenge and future research directions are briefly discussed.     

MSM结构GaAs探测器的抗辐照性能

研究一种双金属接触的GaAs半导体探测器在14MeV中子辐照下的性能.测量了探测器经过10¹²n/cm²中子辐照剂量后的反向漏电流、电荷收集效率和最小电离粒子能谱,并且与⁶⁰Co 1.25MeV光子辐照的测量结果相比较.对中子辐照引起探测器时间性能变化和辐照损伤机制进行了探讨.并根据实验结果提出了这种双金属接触GaAs探测器灵敏层分布的一种假设,理论计算和实验数据相符合.     

多气隙电阻板室抗辐照性能研究

给出了为RHIC-STAR飞行时间探测器设计的多气隙电阻板室(MRPC)的辐照实验结果. 实验采用100mCi⁶⁰Co γ源, 采用不同的剂量率对MRPC进行辐照. 一个室在大剂量率2.87×10^－2Gy/h下辐照了24h后, 其性能如噪声计数率, 暗电流等均大大退化. 另一个室在相对低剂量率5.31×10^－4Gy/h下辐照了530h, 其性能没有见到任何变坏. 实验的目的是为了了解这种探测器在几年的运行中经过大剂量的辐照后的性能变化情况.     

反应堆辐照后聚氨酯材料的性能和结构变化

聚氨酯具有许多优异性能，如耐磨损、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀、与其他材质黏结性好、高弹性和吸震能力强等。该课题完成了聚氨酯支撑材料的堆照实验，在残余放射性达到自然本底后取出聚氨酯材料，对聚氨酯材料进行气相色谱（GC）、动态力学性能（DMA）、压缩性能和正电子湮没（PAL）等分析研究，探讨了聚氨酯材料的性能和结构变化规律。     

冷轧和退火对V-5Cr-5Ti合金组织结构和抗辐照硬化性能的影响

钒合金(V-5Cr-5Ti)是聚变堆第一壁以及包层的重要候选结构材料。不同加工工艺会对钒合金在聚变堆中的服役性能产生影响。本文利用兰州重离子研究装置(HIRFL)提供的337 MeV的高能Fe离子对不同程度冷轧(冷变形量分别为40%、60%和80%)以及冷轧后退火(1 273 K退火1 h)的V-5Cr-5Ti合金样品进行了辐照,研究了不同的冷轧和退火处理过程对材料抗辐照硬化性能的影响。电子背散射衍射技术(EBSD)测试结果显示,随着冷变形量的增加,样品中细小破碎晶粒比例增大,晶粒平均尺寸减小。退火处理后,细小破碎晶粒出现一定程度的长大,大晶粒几乎全部消失,晶粒尺寸分布更加均匀。维氏硬度结果表明随着冷变形量的增加,硬度随之增加,退火后硬度降低。辐照之后,材料硬度升高,出现了辐照硬化效应。在冷轧样品和退火样品中都观察到了辐照硬化效应随冷变形量的增加显著减弱的现象,这表明冷变形可以显著提高材料的抗辐照硬化能力。结合EBSD和硬度数据,对冷变形和退火处理引起钒合金抗辐照硬化性能变化的机理进行了讨论。讨论结果显示,冷轧使材料总的吸收尾闾增大,引起辐照硬化程度降低,退火处理使材料中晶界密度和位错密度降低,材料的总吸收尾闾降低,辐照硬化效应增加。     

钨/石墨烯/钨面向等离子体复合材料力学和热学及其抗辐照性能的第一性原理计算研究

通过第一性原理计算研究了钨/石墨烯/钨复合材料相比于纯钨金属在力学与热学性质方面的变化，并用氦原子-空位缔合缺陷模拟核聚变辐照损伤评估等离子体辐照条件下的性能.计算结果表明:钨/石墨烯/钨复合材料的体积弹性模量、杨氏模量与剪切模量呈现一定程度的下降，但是提升了钨基材料的延展性;钨/石墨烯/钨复合材料的热膨胀系数有所增加，但是具有较高的最小热导率.本文阐述了石墨烯界面层可以对基体杂质与缺陷进行吸附的独特机制，通过这种机制，钨/石墨烯/钨复合材料在力学、热膨胀系数以及最小热导率有更低程度的衰减，这显示了钨/石墨烯/钨复合材料在抗辐照性能方面具有较大的应用潜力.