EuBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)超导带材中掺杂相对He^(+)离子辐照缺陷演化及超导电性的影响

为探究稀土钡铜氧化物(REBCO)第二代高温超导带材中掺杂相对离子辐照缺陷演化及超导电性的影响机理,本文采用能量为1.4 MeV的He^(+)离子对国产化未掺杂和掺杂摩尔分数3.5%BaHfO_(3)(BHO)的EuBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)带材进行三种不同剂量的室温辐照实验并退火.电学性能测试表明,随着辐照剂量的增加,掺杂带材的临界电流密度仍均高于未掺杂带材并且下降程度更小.透射电镜表征结果证明,超导层中通过掺杂BHO纳米相引入局域应变改变了辐照He缺陷的迁移行为,在一定范围内修复了损伤的超导结构,提高了带材载流能力的辐照耐受性.同时BHO纳米柱作为强钉扎中心使得掺杂带材临界电流密度的磁场依赖性和温度依赖性受辐照影响更小.不同于中子或重离子辐照后,通过退火可以恢复材料一定程度的超导电性,本文中大剂量He^(+)离子辐照的两种带材经氧气氛退火后,其电学性能继续恶化.相比于未掺杂带材,掺杂带材中BHO产生的局域应变在高温下抑制了辐照He缺陷在三维方向上的尺寸增长,改变了磁通钉扎特性,延缓了因氦泡长大而造成的超导层结构无序和非晶化.本研究为评估REBCO超导带材在辐照环境下的工况服役行为提供了参考依据.

核用难熔高熵合金的研究进展

开发具有优秀综合性能的核结构材料是先进反应堆研发的关键挑战之一。具有体心立方结构的难熔高熵合金以多种难熔金属为主要合金元素,在抗辐照、高温强度方面潜力较大,在核结构材料领域应用前景广阔。本文围绕难熔高熵合金的成分设计与制备、相组成和相稳定性、力学性能、抗腐蚀性能和抗辐照性能,对当前难熔高熵合金在核结构材料领域的研究进展进行了总结,并在此基础上对核用难熔高熵合金的下一步研究方向和潜在应用场景做出了展望。

裂变产物碲致高镍合金GH3535晶间腐蚀研究

熔盐堆的裂变产物溶于燃料盐中与结构合金直接接触,而碲会导致高镍合金产生晶间裂纹。为研究碲致合金晶间开裂机理,开展了GH3535合金在1、6和10 mg/cm^(2)碲浓度环境下的高温腐蚀实验。通过扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)与透射电镜(TEM)等表征了腐蚀产物与碲扩散行为。在700℃碲气氛中腐蚀150 h后,合金试样表面呈现内外两层腐蚀层,外层反应层主要是Ni_(3)Te_(2)、Ni_(3)Te_(2.07)与Cr_(2)Te_(3),反应层厚度与碲浓度成正比关系;内层为碲扩散进基体形成的扩散层,由基体和许多长条状富碲相组成。碲沿晶界向内扩散到了更深处并在晶界富集,同时晶界出现明显的Ni、Fe、Cr的贫化,导致了晶间裂纹的产生。