偏滤器部件W/Cu功能梯度材料的热应力缓和

W/Cu功能梯度材料是一种有希望用作聚变反应堆面向等离子体部件的侯选材料。为避免材料在使用过程中的热应力破坏,根据偏滤器部件服役的热流工况,在结合导热能力分析的情况下运用有限元软件对W/Cu梯度材料进行了优化设计。结果表明,成分分布指数的增大以及金属W厚度的增加均使表面工作温度提高;当成分分布指数为1.0～1.2时W/Cu梯度材料有最佳的热应力缓和效果。在30MW/m2的表面热流负荷下,与非梯度材料相比,经过优化设计的W/Cu功能梯度材料的等效热应力降低了62.3%,表面工作温度下降了50℃;而与单纯金属W相比,W/Cu梯度材料的表面工作温度较之降低445℃。     

热处理气氛对 TiO2 纳米管阵列薄膜光电催化性能的影响

 采用原位阳极氧化法在 Ti 基底上制备了高度有序的 TiO₂ 纳米管阵列薄膜, 分别在 O₂, 空气, Ar 和 H₂ 气氛中于 500 oC 进行结晶热处理, 考察了热处理气氛对 TiO₂ 纳米管阵列薄膜光电催化降解亚甲基蓝 (MB) 反应性能的影响. 结果表明, 在这些气氛中热处理得到的锐钛矿晶型的纳米管阵列薄膜对 MB 降解满足一级反应, 其速率常数分别为 4.967, 3.127, 1.989 和 1.625 h^-1 (0.5 V). 电化学阻抗分析表明, TiO₂ 纳米管的光电催化性能受控于光生电荷的传递特性. 在 O₂ 中热处理, TiO₂ 纳米管的光吸收及激发性能得以改善, 且电荷传递阻抗降低, 因而其光电催化性能最好.     

K2O·4TiO2晶须与锶离子的交换及浸沥性能

为了探索高放废物的处理方式,笔者用固相合成法制备了K2O.4TiO2晶须,并以该物质作为载体,研究在不同介质、不同温度下与锶的离子交换情况和浸出性能。利用XRD,SEM对载体的物相和形貌进行了表征,利用ICP-AES测定离子交换量和浸出量。结果表明:控制合适的条件可以合成具有高长径比的四钛酸钾晶须;载体的交换量随着交换温度的提高而增大,在实验条件下交换量最高可达93%;交换后进行高温固定是必要的,最佳焙烧温度为500℃,交换样品在整个pH值范围内都具有较低的浸出率。     

Properties of passive nano films on zircaloy-4 affected by defects induced by hydrogen permeation

In this work, hydrogen absorption and the permeation behavior of the passive layer formed on zircaloy-4 are investigated. Potentiodynamic polarization, Mott–Schottky analysis, electrochemical impedance spectroscopy, and Raman scattering spectroscopy are employed to characterize the passive defects before and after hydrogen permeation. It is found that the nanoscale passive ZrO2 films play an important role in the resistance against corrosion; hydrogen impingement,however, reduces the passive impedance towards hydrothermal oxidation. The increase of defects(vacancies) in passive film is probably attributed to the degradation. We believe that this finding will provide valuable insight into the understanding of the corrosion mechanism of zircaloys used in light water reactors.     

TiO2纳米管阵列薄膜的热稳定性

采用液相沉积法在Al板上制备了TiO2纳米管阵列薄膜,并在不同温度下进行了热处理.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对样品进行了表征.结果表明:未经过热处理的TiO2薄膜的晶体结构是非晶态的;在400℃的空气中焙烧2h,薄膜出现锐钛矿相;650℃空气中焙烧2h后,薄膜仍然保持着良好的管状结构.薄膜中Al2O3的存在,抑制了TiO2晶粒的长大,提高了薄膜的热稳定性.     

氧化钛和铁酸锌复合薄膜的制备和表征

为了提高氧化钛对可见光的响应,改善其在阴极防护方面的应用,利用液相沉积法在含Zn2+溶液中原位水热转化相结合的新方法,在不锈钢和玻璃表面合成了纳米氧化钛和铁酸锌复合薄膜。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)对薄膜的物相和表面形貌进行表征,通过可见-紫外光光度计(UV-vis)测定其光响应范围已拓展到可见光区,用IM6e电化学工作站测定其光生电位负于不锈钢的自腐蚀电位。     

Pd掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及氢敏性能

采用电化学阳极氧化的方法,以含F-的溶液为电解液,在金属钛基底表面生长出规则排列的TiO2纳米管阵列,并通过电化学沉积的方法对之进行金属Pd掺杂。利用XRD、SEM和TEM对样品进行分析表征,并测试了样品的氢敏性能。结果表明,用此种方法制备的Pd掺杂的TiO2纳米管阵列具有良好的氢气敏感性能,适当掺Pd的样品在较低温度(80℃)下对0.01mL·L-1的H2具有良好的灵敏性(灵敏度S=14)。     

聚变堆面向等离子体SiC/Cu梯度材料的制备与评价

用超高压梯度烧结法制备出了成分分布从0－100％的接近理论密度的SiC/Cu聚变堆面向等离子体功能梯度材料,化学溅射实验表明其CD4产额与二次纯化石墨相比降低了80％,热解吸收气率约为石墨的10％,在398MW/m2的激光热冲击下,材料表现出现疲劳裂纹和化学分解现象,原位等离子体辐照结果显示陶瓷材料表面出现一定程度的溅射损伤。