不锈钢表面沉积SiC作为氢渗透阻挡层的研究

在316L不锈钢片表面上用离子束辅助沉积（IBAD）和溅射沉积加上离子注入方法制备Si-C薄膜．测量氚通过钢片的渗透率，并用XPS、AES、XRD及TEM等分析薄膜的成分和结构．结果表明，改性膜使不锈钢的氚渗透率降低近5个数量级．随着制备条件的不同，膜中的C/Si原子比不同．用双靶（Si，C）加C离子轰击的IBAD方法可得到较高的C/Si比．改性膜中形成了Si-C化学键，Si-和C-悬键的存在可能是捕陷氚使之不易扩散的原因．

不锈钢表面阻氚渗透涂层研究现状及进展

阻氚渗透是聚变堆设计中一项关键技术,综述了不锈钢表面氧化物涂层、铝化物涂层、钛基陶瓷涂层、硅化物涂层等阻挡氚渗透陶瓷涂层的研究现状,比较了铝化物涂层几种制备方法的特点,概述了陶瓷涂层的阻氚机理,并对阻氚涂层未来的研究重点进行了展望。

316L不锈钢制备FeAl/Al_2O_3防氚层的研究

在316L不锈钢基体上,采用磁控溅射镀铝、热处理、氧离子注入复合工艺制备FeAl/Al2O3防氚层,并利用XRD、SEM、EDS分别对膜层进行了相结构、表面形貌、化学成分等分析。结果表明,磁控溅射制备了质量良好的铝膜,最佳工艺参数为温度170℃,溅射功率1 400 W;热处理生成了含FeAl相的过渡层,并提高了膜基结合力,在700℃,120 min时,膜基结合力达到最大值62.5 N;最终由离子注入生成的Al2O3膜层由α、γ相组成,涂层厚度约360nm,抗热震性能较好,在600℃下该涂层使316L不锈钢的氘渗透率降低3个数量级。

电爆炸超高速喷涂法在304不锈钢表面制备Ti3SiC2陶瓷涂层

针对Ti3SiC2材料制作流程复杂、制作成本高等问题,提出了电爆炸粉末喷涂Ti3SiC2涂层的方法。采用自主研发的粉末连续电爆炸喷涂设备在304不锈钢上进行了实验,通过分析电爆炸喷涂过程中的电压、电流波形及涂层表面和截面组织,考察了粉末粒径对喷涂质量的影响,并提出在Ti3SiC2粉末中加入石墨粉来提高粉末导电性能进而提升能量沉积的方法。通过胶接对偶试样拉伸试验对涂层的结合力进行了测试。结果表明:随着Ti3SiC2粉末粒径减小,喷涂质量先提高后降低;在Ti3SiC2粉末中掺入10%(质量分数)石墨粉可获得高质量的Ti3SiC2涂层。

SiC微粒辅助掩膜电解加工金属微孔阵列结构的研究

针对掩膜电解加工(TMECM)金属微孔阵列结构存在定域性差、微孔孔径的加工精度及刻蚀深度难以满足要求的问题,提出了SiC微粒辅助掩膜电解加工(PA-TMECM)的方法。研究了SiC微粒直径、质量浓度及电解液流量对304不锈钢表面微孔阵列结构加工效果的影响,探讨了微粒辅助掩膜电解加工的作用机制。实验结果表明:当SiC微粒质量浓度为6 g/L、直径为40μm、电解液流量为3000 mL/min时,加工定域性最佳,蚀刻因子为3.52。在微粒辅助掩膜电解加工过程中,微粒通过持续、高频的冲击作用有效去除了阳极表面的电解产物,增大了微孔刻蚀深度,限制了侧向刻蚀,最终提高了掩膜电解加工的定域性。

中性硅酮胶用于氚污染不锈钢的暂时性封闭

为获得氚污染不锈钢的暂时性封闭材料,在对中性硅酮胶胶膜进行表面形貌和比表面积分析的基础上,用其在316L氚污染不锈钢模拟样品上进行了暂时性封闭实验。结果表明:膜厚度、时间、水和水温这些因素对封闭效果的影响很小。

不锈钢氙渗透行为模拟研究进展

氙作为聚变堆的燃料之一,在不锈钢结构材料中极易渗透,对本来稀缺的燃料造成极大的浪费,也给辐射防护带来巨大的成本。探究不锈钢的氛渗透行为对聚变堆氛自持和安全运行具有重要研究意义。本文介绍了不锈钢氙渗透机理以及国内外氙渗透行为模拟研究的主要方法和进展,分析了目前氙渗透行为模拟存在的问题,并展望了新的研究方向。指出直接用氙的实验研究较少,从而导致相应氙渗透数据不确定性较大。需深入研究聚变中子辐射效应下的不锈钢氙渗透行为,并进一步阐述辐照损伤、缺陷、位错、金属元素等因素的影响。经典氙渗透模型和单一的模拟方法并不能完全精确描述氙渗透行为,本文提出了一种现有氙渗透模拟方法的有机结合架构,可实现多尺度、多物理耦合精确模拟。