中国核动力院U-Mo合金燃料研究现状及进展

目前,U-Mo合金燃料是研究试验堆新一代燃料的研究重点。文章介绍U-Mo合金燃料在中国核动力研究设计院(NPIC)的研究现状和进展。NPIC于2006年正式开始研制U-Mo合金弥散燃料元件,几年间开展的研究工作主要有:U-Mo合金熔炼,γ相U-Mo合金粉末制备,(U-Mo)-(Al-Si)弥散燃料板制造工艺研究,U-Mo合金与基体材料、包壳材料和阻挡材料诸如Al、Nb、Zr、Mg等的相容性研究,Si添加到Al基体中对U-Mo/Al反应的影响以及U-Mo合金燃料成分分析及无损检测方法研究等。目前,NPIC已制备出基本满足要求的(U-Mo)-Al弥散燃料板,并计划于2010年前掌握满足技术要求的改进型(U-Mo)-Al弥散燃料板的制造技术。

Ti合金在核燃料后处理设备中的应用研究进展

主要介绍了 Ti 合金在核燃料后处理设备中的应用研究进展。开发 Ti 合金替代超低碳不锈钢作核燃料后处理设备用材料已成为后处理设备用材料的发展方向。目前 Ti-5Ta 钛合金已在日本东海村后处理厂进行了中试运行,它的综合性能评价较好,在后处理环境中应用也最具前景。印度对其开发的 Ti-5%Ta-1.8%Nb 钛合金进行了腐蚀性能研究,结果表明它比普通低碳不锈钢和硝酸级不锈钢具有更好的耐蚀性。

金属材料晶界工程研究进展

利用晶界工程技术能够显著提高金属材料的力学、化学及磁学性能,因此,晶界工程已成为金属材料研究的一个重要领域。本文对晶界工程的基本理论进行了介绍,在此基础上综述了近年来这一研究领域的发展概况,并提出了未来的进一步研究方向。

锂离子电池阴极材料LiM_xMn_(2-x)O_4的合成方法研究

尖晶石ＬｉＭｎ２Ｏ４是最有希望替代ＬｉＣｏＯ２的新一代锂离子电池阴极材料．本文对其晶体结构进行了详细的描述；综合评述了近年来各种制备ＬｉＭｘＭｎ２－ｘＯ４的方法，包括高温团相反应、微波烧结法、固相配位反应等“因相合成法”以及Ｐｅｃｈｉｎｉ法、溶胶－凝胶法、微乳化等“软化学合成法”，并对各方法的优缺点进行了分析对比．其中“固相配位反应法”是本文作者的创新方法，既保持了高温固相反应法操作简便、易于工业化生产的的优点，同时也具有煅烧温度低、煅烧时间短、产品形貌较好、粒度相对较小、而且化学计量可控等优点．因此，该法具有十分巨大的潜在应用价值．

用于制备YAG透明陶瓷激光材料超细粉体的合成及其表征研究

作者以硝酸钇和硫酸铝铵 (摩尔比为 3∶5 )为原料 ,碳酸氢铵为沉淀剂 ,利用无机体系共沉淀法制备了钇铝石榴石Y3 Al5O12 (YAG)前驱体 .对前驱体进行适当处理并采用高温热解法 ,制备出了纯相的YAG超细粉体 .用XRD分别分析了不同焙烧温度下所得粉体物相、用TG/DTA分析前驱体在加热过程中的重量变化和晶化的温度 ,用TEM观察所得YAG超细粉体的形貌 .结果表明 ,和其它无机体系相比 ,可在较低焙烧温度 (90 0℃ )下直接得到YAG纯相 ,而且粉体颗粒细小均匀 ,呈椭球形 ,尺寸为 30～ 4 0nm .

碳化硼涂层材料研究进展

综述了碳化硼材料的基本结构、主要性能参数、各种制备碳化硼涂层的方法以及碳化硼涂层的应用现状和前景。讨论了物理气相沉积、化学气相沉积、等离子喷涂、气体转换、反应-烧结、等离子浸没离子处理等方法和涂层的性能特点。碳化硼涂层要在众多领域获得广泛应用,如何制备更均匀致密的碳化硼涂层、提高涂层与基体之间的结合力、降低涂层应力仍是今后研究的重点。

核级不锈钢堆焊材料腐蚀性能研究

采用GB43 3 4 7 84和法国RCC MMC1 3 1 0对国产两种堆焊材料进行了点腐蚀、晶间腐蚀试验 ,在模拟压水堆核电站介质 (温度 3 45℃ ,80 0mg/LB ,2mg/LLi)条件下 ,研究了堆焊材料的应力腐蚀和均匀腐蚀性能。试验结果表明 :在高温含B水中 ,U型试样试验 5 0 0 0h后无应力腐蚀破裂 ,静态月平均腐蚀速率小于 2mg/dm2 。两种堆焊材料均具有优良的耐腐蚀性。

U_3Si_2Al弥散型燃料的辐照肿胀研究

介绍了U3Si2 Al弥散型燃料的辐照肿胀机理。将弥散型燃料的芯体视为连续基体中的微型燃料元件 ,应用裂变气体的行为机理描述燃料相中的气泡形成过程。研究结果表明 :燃料相的肿胀引起燃料颗粒和金属基体之间的力学相互作用 ,金属基体能抑制燃料颗粒的辐照肿胀。在一定辐照条件下 。

晶界设计在多晶体金属材料中的应用

对多晶体金属材料的晶界结构进行设计,能够显著提高这类材料的力学、化学及磁学性能。因此,晶界设计已成为金属材料改性的一项重要技术。对晶界设计的基本理论进行了介绍,在此基础上综述了近年来这项技术的应用研究概况,并提出了未来的进一步研究方向。

基于均匀设计的混料工艺优化研究

多元粉体的混料均匀性对复合材料的使用性能有着重要的影响。本文在粉体性质、组分配比、混料机类型及结构、粉体的添加方式及顺序确定的情况下运用均匀设计方法考察了混料机转速、混料时间、料罐的填充率及高径比对粉体混料均匀性的影响,并且对实验数据进行了回归分析,然后采用最优化方法获得了目前实验条件下最优的混料工艺参数:转速(61r/min)、混料时间(106.75min)、填充率(25%)、高径比(1.445),最优化求解的分析表明实验结果与理论是相符的,从而为进一步实验研究提供了指导。

难熔金属在乏燃料后处理设备中的应用研究进展

开发难熔金属来替代超低碳不锈钢作为乏燃料后处理设备用材料已成为后处理设备用材料的发展方向。锆合金在后处理环境中具有优秀的耐蚀性能,通过合金化处理改善了其具有应力腐蚀敏感性的特点。Ti5Ta合金已在日本东海村后处理厂进行了中试运行,它的综合性能评价较好,在后处理环境中应用也最具前景。印度对其开发的Ti5%Ta1.8%Nb钛合金进行腐蚀性能研究,表明它比普通低碳不锈钢和硝酸级不锈钢具有更好耐蚀性。

标准加入法测定铀铌陶瓷材料中微量钽的研究

采用标准加入-ICP/AES法对铀铌陶瓷材料中微量钽的测定进行了研究.当试液中铌的质量浓度为1.0 mg/mL,钽的测定范围是50～500 μg/g,回收率为106%～99.6%,相对标准偏差（RSD）为6.6%～3.1%.

法国压水堆燃料元件新一代包壳材料的发展

概述了法国对核电站燃料元件包壳材料锆合金的开发与研究现状 ,着重介绍了所开发的新锆合金(M2、M3、M4、M5合金)在堆内外的性能。其中M4和M5合金包壳在燃料棒燃耗达到55GW·d·t -1的辐照考验结果表明 ,它们在堆内的腐蚀、蠕变和辐照伸长等性能优于改进型Zr 4合金包壳。尤其是M5包壳具有更好的堆内性能 ,目前正在经受第6个循环的考验(63GW·d·t -1)。已获得的数据表明 ,M5合金能适应高燃耗(>65GW·d·t-1)

弥散型燃料的裂变气体行为研究

探讨了弥散型燃料中对辐照肿胀有重要影响的裂变气体的行为机理。裂变气体原子聚集成气泡引起燃料相肿胀，气泡的尺寸分布是影响辐照肿胀的重要因素。决定气泡生长的裂变气体的行为机理主要有：裂变气体原子的产生和热扩散迁移，气泡的成核和聚合长大，气泡内气体原子的重溶，燃料相的辐照亚晶化等过程。燃料中各种尺寸的气泡浓度随时间的变化率可用气泡生长的动力学速率方程组来描述。当裂变密度较高时，辐照产生的缺陷引起燃料相的亚晶化。亚晶界网络的出现加速了气泡聚合过程，引起大尺寸气泡的产生，辐照肿胀随裂变密度加速增加。在一定辐照条件下拐点燃耗随温度增加而减小，温度是影响弥散型燃料辐照肿胀非常重要的因素。本文计算了一定条件下 U3Si2- Al弥散型燃料的辐照肿胀随裂变密度的变化。对照表明，理论计算值与实验测量值相一致，有关裂变气体的行为机理模型能有效地预测一定运行条件下弥散型燃料的辐照肿胀规律。

烧结二氧化铀燃料裂变气体肿胀的数值模拟研究

建立低温条件下烧结二氧化铀燃料(简称UO2燃料)中裂变气体的肿胀计算模型,采用有限差分方法编写计算程序,定量计算不同燃耗和温度条件下UO2燃料中固溶态的裂变气体份额、裂变气体气泡的密度与平均半径以及它们对燃料肿胀的贡献。计算表明,该模型能用于预测低温条件下UO2燃料中裂变气体所导致的肿胀随燃耗的变化规律。

两层FeSi_2非均匀掺杂梯度材料热电性能研究

采用场激活方法合成掺杂浓度不同的两层非均匀梯度13相FeSi2,用波谱分析了掺杂在两层界面 处的分布,并测量了Mn掺杂丰口Co掺杂的两层非均匀掺杂梯度材料的Seebeck系数和电导率,计算了功率 因子。与相应的均匀材料相比,这种结构具有调节热电性能与温度分布的能力。

单斜相偏锆酸锂陶瓷氚增殖材料研究

单斜相偏锆酸锂是聚变堆中最有前途的氚增殖材料之一。该材料具有较高的锂原子密度和优异的氚释放行为，成为近年来最受重视的陶瓷氚增殖材料。在Ｌｉ２ＯＺｒＯ２二元系中，存在九种不同的锆酸锂相，因此制备单一相的锆酸锂陶瓷十分困难。本文作者以干法制备工艺为基础，从热扩散的角度分析了Ｌｉ２ＺｒＯ３的形成机理，改进了制备工艺，成功地制备出了单斜相Ｌｉ２ＺｒＯ３陶瓷材料粉末样品。经Ｘ射线衍射分析测定样品为单斜相，没有发现任何其它相。

日本液态铅铋合金冷却快堆包壳和结构材料研究现状初探

本文介绍日本在下一代快堆候选堆型——液态铅铋共晶合金冷却快堆的研究开发中,针对其关键问题之一——包壳和结构材料与液态铅铋合金冷却剂的高温相容性问题的研究现状和作者对此问题的思考,特别指出了解决现试验中的钢试样表面氧化保护膜的magnetie层致密化问题的必要性和实验研究途径。

核废料包装材料研究现状

介绍了国际上放射性核废物包装方法以及包装容器材料研究现状,重点介绍了地理深埋条件下抗腐蚀性能优异的合金22材料的时效特性和抗腐蚀性能.我国在大力发展核电的同时,寻找经济、安全的包装容器材料是十分必要的,并指出了我国今后在核废物深埋处理方面应开展的工作.

新锆合金不同热处理条件下第二相结构及成分变化研究

锆合金中的第二相是影响其力学性能和耐腐蚀性能的主要因素,开展国产新锆合金不同温度环境中的第二相研究对事故等特殊工况下的服役性能预测具有非常重要的意义。通过加热锆合金样品至500,700,900℃,并保温1 h,随后采用不同冷却速率进行降温,并用TEM对第二相结构及元素组成进行分析,结果表明:900℃时,样品中第二相结构均为体心正方结构Zr2Fe;500℃和700℃时,样品第二相为密堆六方结构Zr(FeCrNb)2和面心立方结构Zr3Fe。Zr-Nb-Fe-Cr第二相在不同温度析出都是以密堆六方结构的ZrCr2为基本骨架,由Nb,Fe替换Cr得到。第二相中Fe和Cr的原子个数比随着温度的升高而不断增加。冷却速率越快时,Fe来不及充分扩散,将形成少部分面心立方结构Zr3Fe。