Li4SiO4陶瓷小球水解吸行为实验研究

采用程序升温热解吸（TPD/TDS）方法对Li4SiO4陶瓷小球的水解吸行为进行了实验研究。结果表明：水解吸过程中主要存在四个解吸峰;其中100 ℃附近的峰可解释为物理吸附水;150,250,400 ℃附近的峰可分别解释为以氢键、Li－OH和Si－OH配位键形式存在的化学吸附水。氚的释放与水的解吸几乎同步进行,且氚的释放形式主要为氚水（HTO）,据此推测,氚水可能存在三种释放机制：（1）－OT+H2O－OH+HTO;（2）－OH+－OHH2O,－OT+H2O－OH+HTO;（3）－OT+－OHHTO。     

产氚锂陶瓷微球

聚变能源的开发是解决人类能源危机的重要途径之一,包层产氚是实现聚变能源的核心技术,特别是在目前的国际ITER合作计划中明确指出,各ITER参与国将提供自行设计加工的产氚包层参加ITER实验。产氚材料作为重要的一种包层材料,在产氚实验包层的设计、研发中具有重要作用。中国固态TBM产氚实验包层设计初步选择Li4SiO4陶瓷微球作为首选氚增殖剂,Li2TiO3及其他性能优异的锂陶瓷作为候选材料。     

正硅酸锂陶瓷小球离线释氚实验研究

中国氦冷球床包层(CH HCSB TBM)初步采用Li₄SiO₄陶瓷小球作为氚增殖材料,实验研究了Li₄SiO₄陶瓷小球的中子辐照产氚性能。将冷冻成型法制备的Li₄SiO₄ 陶瓷小球置于反应堆中辐照100min,然后在离线释氚实验平台上进行退火行为研究。实验结果表明,在用He +1% H₂为载气,流速为100mL•min^-1,升温速率为5K•min^-1的实验条件下,氚气(HT+T₂)是Li₄SiO₄陶瓷小球的主要释氚形态,占总氚的70%左右(不包括自由氚中的氚气),在400℃~700℃范围内出现两次释氚峰;氚化水(HTO+T₂O)所占比例小于20%,主要在300℃~500℃的低温段进行释放;氚在800℃前基本释放完,小球退火后的残氚量小于1%。冷冻成型干燥法制备的Li₄SiO₄陶瓷小球在300℃~700℃范围内有较好的释氚性能,氚残留量低,在聚变堆固态氚增殖包层设计中具有一定应用价值。     

磁控溅射硅基薄膜应力演化实时研究

采用多光束应力实时测量装置监控并分析了磁控溅射Si和SiNx薄膜的总力及应力演化过程。在两种膜层中均观察到了应力释放及恢复现象。Si膜中应力是可逆的,而SiNx膜中应力是部分可逆的。物理吸附和解吸附分别是应力释放和恢复的主要原因。不可逆的应力分量来源于化学吸附,基于吸附机制建立了一个应力释放模型。     

γ－Fe_2SiO_4在静水压下的压缩行为的测定

采用同步辐射高压原位Ｘ光衍射技术及金刚石对顶压砧高压装置，对γ－Ｆｅ＿２ＳｉＯ＿４进行了静水压条件下等温压缩行为的测定，最高压力达２３ＧＰａ。γ－Ｆｅ＿２ｓｉＯ＿４在０～２３ＧＰａ压力范围内的ｐ、Ｖ数据表明，其等温压缩可分为两个阶段：若设Ｋ＇＿０＝４，在０～１８Ｇｐａ，Ｋ＿０＝１８９±２ＧＰａ；而在１８～２３０Ｐａ，Ｋ＿０＝２１３±２ＧＰａ。我们认为，样品在１８ＧＰａ以下处于较好的静水压状态，压力超过１８ＧＰａ，传压介质的静水压性质变坏，所以Ｋ＿０值偏高。在整个实验过程中并未发现样品有任何发生相变的迹象。最后，对一些虽然使用了液体介质但得不到静水压条件的实验现象进行了讨论。     

Sr2SiO4:Ce3+,Li+蓝紫色荧光粉发光性能的研究

以MCM-41为硅源,采用共沉淀法制备Sr_2-xSiO₄:xCe³⁺(x=0.01~0.09,步长为0.01)和Sr_1.95-ySiO₄:0.05Ce³⁺,yLi⁺(y=0.01~0.07,步长为0.02)蓝紫色荧光粉。Sr_2-xSiO₄:xCe³⁺的发射光谱是一个不对称的宽带,最大峰值在410nm左右。Ce³⁺的最佳掺杂量为5%。Ce³⁺离子倾向于占据九配位的Sr(Ⅱ)格位。共掺电荷补偿剂Li⁺可以有效地提高Sr_1.95SiO₄:0.05Ce³⁺的发光强度,其中Li⁺离子对1100℃煅烧样品的发光强度的提高程度比1000℃的更高,Li⁺的最佳掺杂量为y=0.05。

     

γ-Ca_2SiO_4∶Ce~(3+),Al~(3+)荧光粉的合成与发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列γ-Ca_2SiO_4∶x Ce~(3+),y Al~(3+)黄色荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,1 200~1 300℃温度下生成β-Ca_2SiO_4,在1 350~1 500℃下生成γ-Ca2SiO_4,Al~(3+)和Ce~(3+)的掺入未改变Ca2SiO_4的结构。在1 450℃下合成的γ-Ca_2SiO_4∶0.5%Ce~(3+),4%Al~(3+)样品的相对发光强度最强。在450 nm激发下,在565 nm处存在一个宽带发射峰,主要源于Ce~(3+)的5d→2F7/2和5d→2F5/2跃迁。荧光粉受热影响较大,在450 nm激发下,样品在475 K时的发光强度降为室温的63%。监控波长为565 nm时,Ce~(3+)的衰减曲线符合单指数衰减规律,荧光寿命为104.2 ns,与其跃迁类型和离子价态基本相符。     

Li+和Er3+掺杂对Ba2SiO4：Eu2+发光性能的影响

采用化学沉淀法一次煅烧工艺制备了Ba_1.99-x/2-2ySiO₄:Eu_0.01²⁺, Li_x+y²⁺, Eu_y³⁺绿色荧光粉, 用X射线衍射仪和荧光分光光度计对样品的晶体结构、发光性能进行表征. 结果表明: 少量Eu²⁺, Li⁺和Er³⁺的共掺杂没有改变晶体结构; 其激发光谱分布在270–440 nm波长范围, 谱峰位于288 nm, 360 nm处, 可以被InGaN 管芯产生的360–410 nm辐射有效激发; 在360 nm近紫外光激发下, 测得其发射光谱峰值在500 nm 处, 是Eu²⁺4f⁶5d¹→4f⁷跃迁的典型发射; 荧光粉发光强度随着Li⁺掺杂量的增大先增强, 后减弱, 当x=0.1时, 发光强度最大; 随着Li⁺, Er³⁺共掺杂量的增加(y=0.012), 出现位于530 nm和488 nm的发射峰, 对应于Er³⁺的²H_11/2→⁴I_15/2和⁴F_7/2→⁴I_15/2特征发射, 同时分析了Eu²⁺→Er³⁺的能量传递过程.关键词：化学沉淀法2SiO₄：Eu²⁺,Li⁺,Er³⁺')\" href=\"#\">Ba₂SiO₄：Eu²⁺,Li⁺,Er³⁺能量传递发光性能     

溶胶凝胶软石印法制备Zn_2SiO_4∶Mn图案化薄膜及其发光性能的研究

采用溶胶 凝胶法制备了Zn2SiO4∶Mn薄膜并结合毛细管微模板技术实现了薄膜的图案化,利用X射线衍射(XRD),原子力显微镜,光学显微镜,发光光谱等手段对Zn2SiO4∶Mn的结晶过程、发光性质进行了研究。XRD结果表明,溶胶 凝胶法合成的样品在800℃时已开始结晶,在1000℃时可得到纯相的Zn2SiO4∶Mn,这比传统的固相法的烧结温度低150℃。Zn2SiO4∶Mn薄膜的激发光谱在220nm和280nm之间有一个强的吸收峰,峰值位于248nm,发射光谱的最大值位于522nm,为绿光发射。从原子力显微镜照片可知组成薄膜的粒子比较均匀,其平均直径为220nm。我们获得了四种图案化宽度,分别是5,10,20,50μm。光学显微镜的结果表明,图案薄膜烧结后相对于烧结前有10%～20%的收缩。     

CH HCSB TBM�й�����մ���ֳ��΢���о���չ

介绍了中国氦冷球床实验包层模块(CHHCSBTBM)设计中固体氚增殖剂陶瓷球的功能要求。考虑正硅酸锂(Li4SiO4)作为第一候选材料。对其陶瓷粉体的制作方法、微球成型方法和微球中氚的释放、辐射稳定性等进行了简要介绍,并概述了我国在固体氚增殖剂研究方面已经开展的工作。     

锂铅合金释氚实验研究

由于锂铅合金因具有高增殖比、低活泼性和可能作为冷却剂的特点,被认为是最有潜力的能源堆包层氚增殖材料。在理论模型描述熔融锂铅合金氚释放行为的基础上,开展了中子辐照后Li₁₇Pb₈₃合金的离线氚释放实验。结果表明: 释放氚的化学形式99％以上为难溶于水的成分（HT或T2）; 氚滞留时间随载气中氢分压的增加而减小,氢分压达到1000 Pa后变为常数,且与实体积无关;氚释放速率对温度的依赖性符合Arrhenius定律。以此为基础得到的氚在熔融锂铅中的动力学参数结果,虽与文献值有差异,但同样证明了在633—973 K的范围内, 氚从液态锂铅到气相的整个释放过程中起决定作用的是氚在合金内的扩散和气\|液界面的多相反应重组。Lithium\|lead alloy is considered to be one of the most prominent tritium breeding materials for the fusion reactor blanket because of its high breeding ratio, and low reactivity and possible use as coolant. An out\|of\|pile experiment of tritium release from Li₁₇Pb₈₃ alloy was performed after neutron irradiation on the base of mathematical model to describe tritium release behavior from an eutectic lithium\|lead alloy. The results suggest that the dominant chemical form of the released tritium (>99%) was the water\| insoluble component (HT or T2). Tritium residence time decreased with increasing H₂pressure in carrier gas up to 1000 Pa, and above this concentration limit it became constant and not influenced by the plenum volume. The temperature dependence of the tritium release rate can be described by an Arrhenius law. Consequently, the present results on the kinetic parameters of tritium in molten Li₁₇Pb₈₃alloy are considered to be different from the values in literature, but it is the same that the overall release process is governed by the diffusion of tritium atoms in the Li₁₇Pb₈₃and by the heterogeneous reaction at the gas\|eutectic interface of the tritium atom recombination at temperatures from 633 to 973 K.     

硼掺杂富勒烯储氢-从物理吸附到化学吸附的转变

本文采用密度泛函理论(DFT)中的局域密度近似(LDA)方法对硼(B)掺杂富勒烯(C_(35)B)储氢问题在前人的基础上做了进一步研究,结果表明被C_(35)B吸附的氢分子很容易解离,经历从物理吸附到化学吸附的转变,并且发现解离产物C_(34)BHCH有分子内氢转移反应发生,这时B原子仍能与氢分子有很强的相互作用,最终导致B位置以及与B最邻近的三个C原子上都有氢原子吸附.并利用过渡态理论从热力学上分析了这种反应的发生趋势.     

LiAlO_2陶瓷小球的堆外放氚行为

将LiAlO2陶瓷小球置于裂变反应堆中辐照,采用热解吸技术研究该类产氚材料的堆外放氚特性,考察了升温速率、载气组分、催化活性元素和提氚温度对氚释放行为的影响;采用电子自旋磁共振(ESR)实验技术研究了辐照缺陷的顺磁特征。结果表明:LiAlO2中氚的扩散速度慢,热解吸活化能高,氚释放主要分布在750~1000K;表面氢同位素交换反应贡献大,释氚形态受载气条件的影响较大,当氦气中添加H2时,会增大HTO转化成HT的比例;中子辐照会在LiAlO2中诱生F+,O-和O2-等缺陷色心,其退火湮灭行为与氚释放过程存在一定关系。     

LiAlO2陶瓷小球的堆外放氚行为

将LiAlO2陶瓷小球置于裂变反应堆中辐照,采用热解吸技术研究该类产氚材料的堆外放氚特性,考察了升温速率、载气组分、催化活性元素和提氚温度对氚释放行为的影响;采用电子自旋磁共振（ESR）实验技术研究了辐照缺陷的顺磁特征。结果表明:LiAlO2中氚的扩散速度慢,热解吸活化能高,氚释放主要分布在750~1000 K;表面氢同位素交换反应贡献大,释氚形态受载气条件的影响较大,当氦气中添加H2时,会增大HTO转化成HT的比例;中子辐照会在LiAlO2中诱生F+,O-和O2-等缺陷色心,其退火湮灭行为与氚释放过程存在一定关系。     

电荷补偿对Sr2SiO4:Dy3+材料发射光谱的影响

采用高温固相反应方法在空气中制备了Sr2SiO4:Dy3+发光材料.在365 nm紫外光激发下,测得Sr2SiO4:Dy3+材料的发射光谱为一多峰宽谱,发射峰分别位于486,575和665 nm处.研究了电荷补偿剂Li+,Na+和K+对Sr2SiO4:Dy3+材料发射光谱强度的影响,结果显示,不同电荷补偿剂下,随电荷补偿剂掺杂浓度的增大,Sr2SiO4:Dy3+材料发射光谱强度的演化趋势相同,即,Sr2SiO4:Dy3+材料发射峰强度先增大后减小,但不同电荷补偿剂下,材料发射峰强度最大处对应的补偿剂浓度不同,对应Li,Na+和K+时,浓度分别为4 mol%,3 mol%和3 mol%.同时,对研究结果进行了理论分析.