聚变材料钨辐照后退火形成的位错环特性及inside-outside衬度分析

对纯钨透射电镜薄膜样品在400℃进行了58 keV、1×10^(17)cm^(-2)(约0.1 dpa)的氘离子辐照,辐照后进行了900℃/1 h的退火处理.离子辐照产生了平均尺寸为(11.10±5.41)nm,体密度约为2.40×10^(22)m^(-3)的细小位错环组织,未观察到明显的空洞组织.辐照后退火造成了位错环尺寸的长大和体密度的下降,分别为(18.25±16.92)nm和1.19×10^(22)m^(-3).通过透射电镜的衍射衬度分析,判断辐照后退火样品中的位错环主要为a/2<111>类型位错环.通过“一步法”inside-outside衬度分析判断位错环为间隙型位错环.辐照后退火还造成了较大位错环之间接触融合,形成不规则形状的大型位错环.此外,退火后样品中还观察到了尺寸为1—2 nm的细小空洞组织.

含钪超高强铝合金在应变速率10^(-3)s^(-1)下的热流变及动态再结晶行为

采用等温热压缩实验和电子背散射衍射分析技术,研究了Al-11.1Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.05Sc合金在应变速率10^(-3)s^(-1),变形温度653~733 K条件下的热流变及动态再结晶行为,建立动态再结晶临界应力、临界应变、相对含量、晶粒平均尺寸的拟合方程。结果表明:相关特征参数的拟合方程可以较好地描述含钪铝合金在实验条件范围内的动态再结晶行为。变形温度的升高会增加晶粒内部的取向差,减弱晶粒沿法向的择优取向,有助于动态再结晶的发生。动态回复是含钪铝合金的主要软化机制。随着温度的变化,铝合金微观组织存在不连续动态、连续动态及几何动态三种再结晶机制。

超高强铝合金盘型件开裂原因分析

超高强铝合金盘型件在运行1.5月后盘体边缘发生开裂。通过裂纹宏微观形貌观察、化学成分检验、局部力学性能测试、服役应力有限元模拟、显微组织分析等手段,确定盘型件的开裂原因。结果表明:裂纹附近区域化学元素含量满足技术规范要求;裂纹局部径向拉伸性能满足零件服役需求,裂纹附近区域的金相组织未见明显异常,超高强铝合金盘型件的热处理工艺满足材料技术条件要求;盘型件断口的断裂特征为沿晶断裂;起裂部位靠近盘体内表面;O、Fe夹杂物的聚集是造成运行条件下盘体裂纹萌生并扩展的主要原因。

蒙其古尔铀矿床灰白色砂岩成因及其成矿作用机制

蒙其古尔作为典型的砂岩型铀矿床,发育大规模灰白色砂体,且与铀成矿具有密切的空间关系。文章旨在通过研究含矿目的层水西沟群砂体的岩石学特征和地球化学特征,分析成矿流体性质,研究大规模灰白色砂体的主要成因及其与铀成矿作用之间的关系。通过研究表明造成砂体“白色化”的原因主要有:砂岩发生了强烈的以高岭石为主的黏土化蚀变;砂岩中铁离子发生迁移,且高价铁离子发生了还原反应;砂岩中大量有机质被氧化。其中关键原因是以高岭石为主的黏土矿物的“增白反应”。当层间红色氧化砂体遇到酸性还原性流体,在经历长期稳定/动荡交替的水-岩反应后,形成大量以高岭石为主的黏土矿物,砂体呈现“白色化”,此过程说明灰白色砂体的形成和形态主要受控于成矿流体的性质。成矿流体中的无机流体主要为层间含铀含氧水,可将含矿建造中的铀活化出来并迁移;有机流体中有大量来源于含矿建造中析出的煤成气和深部烃源岩沿裂隙逸散的天然气,成矿流体的氧化还原环境和酸碱性的改变,可直接将层间流体中的高价铀还原为低价铀,同时增加流体H+浓度,可形成大量以高岭石为主的黏土矿物,这是砂体“白色化”的主要成因,黏土矿物的对铀吸附作用,可加速铀的富集。

基于Z′参数的高强铝合金稳态蠕变速率可靠性研究

建立了基于速率温度参数模型的新型高强铝合金Z′参数表达式及稳态蠕变速率-可靠度预测方法,Z′参数表征稳态蠕变速率数据偏离速率温度参数模型主曲线的程度。结合实测数据,研究了Z′参数的统计分布规律。基于Z′参数,分别得出新型高强铝合金实验应力-速率温度参数-可靠度曲线和温度-许用应力-可靠度曲线。结果显示,新型高强铝合金Z′参数满足正态分布规律。稳态蠕变速率预测上限随可靠度的增加而升高。外推至稳态蠕变速率上限10-7 h-1时,新型高强铝合金在50、80℃下的许用应力(可靠度99.7%)分别为470.0、294.5 MPa。与传统安全系数法相比,基于Z′参数的预测结果更合理。

中国天然铀资源保障策略研究

天然铀是重要的军民两用战略资源,其稳定可靠的供给是确保实现中长期核电发展目标的关键因素。通过分析世界及中国铀资源现状,根据中国核电发展规划,结合世界及中国铀资源供需分析,提出了中国铀资源保障的六大举措:立足国内,加大勘查投资;坚持对外开放,建立新型海外铀供应体制;重视开展国际间的技术服务和科研合作;重视自然生态,建立绿色铀矿地质;狠抓科技创新,争取铀矿地质勘查取得新突破;建设新型核电站,通过技术进步提高铀资源利用率。

世界超大型砂岩铀矿床形成环境分析与找矿方向

文章以超大型砂岩铀矿床为研究对象,通过广泛的资料调研与分析,界定超大型砂岩铀矿床的相对量级标准,分析其时空分布特征;选取著名铀成矿省(区)的典型矿床,开展超大型砂岩铀矿床形成环境综合分析,进而提出超大型砂岩铀矿床的找矿方向与建议。研究表明:50000 t级规模可作为超大型砂岩铀矿床的相对量级标准,在世界范围内最新统计了17个超大型砂岩铀矿床,分别产出于哈萨克斯坦的楚-萨雷苏、中央克兹勒库姆地区、俄罗斯外贝加尔的维季姆地区、美国科罗拉多高原以及尼日尔阿尔利特地区。容矿主岩时代主要为中生代,成矿年龄集中在新生代中新世。产出超大型砂岩铀矿床的基本环境包括:丰富的基底(结晶基底+褶皱基底)外部铀源和富铀的含矿岩系或赋矿岩系;总体发育河流-三角洲沉积体系,其中的河道和三角洲砂体为主控砂体;具有相对稳定的构造环境,稳定的地下水补径排条件,以及后期构造隆升、深部热流体或者油气等的还原改造。结合上述条件认为,在伊犁盆地南缘东段、鄂尔多斯盆地西部地区以及二连盆地玄武岩覆盖区,分别是寻找类中央克兹勒库姆乌奇库杜克矿床、类科罗拉多高原圣胡安盆地安布罗西尼亚湖铀矿化以及类维季姆希阿格达铀矿床的有利地区。

高速旋转机械用消除频率混叠现象的小波变换算法研究

高速旋转机械由于其工作转速高、控制精度高,其故障信号又属于微弱突变信号,造成常规监测方法准确率偏低,成为制约高速旋转机械故障监测进一步发展的最大障碍。本文设计了一种消除小波分解和重构过程中产生的频率混叠的算法。该算法利用傅里叶变换和傅里叶逆变换构成Mallat小波变换在分解和重构过程中所需的严格正交镜像滤波器,从而达到Mallat小波变换过程中必须具有的理想截止特性,最终去除掉多余的频率成分。利用改进前后的小波算法对实际信号进行分析,结果表明,本文设计的Mallat小波变换改进算法可消除信号分析中出现的频率混叠现象。

伊犁盆地南缘砂岩型铀成矿年龄及其表征意义

对伊犁盆地南缘砂岩型铀矿床中的沥青铀矿采用LA-ICP-MS方法分析U-Pb同位素年龄,同时,收集伊犁盆地南缘近年来的U-Pb同位素数据进行统计,综合数据表明:伊犁盆地南缘砂岩型铀矿具有连续性、多期性成矿的特点,沉积成岩期(199.6~145.5 Ma)、晚白垩世至古近纪(99.6~28.4 Ma)、中新世以来(23.3 Ma~)均存在铀成矿作用,且在中新世之后的铀成矿作用最为强烈。通过成矿期次划分与构造期次的对比发现,主要成矿年龄集中在新构造运动以来,说明天山揭顶作用是铀成矿的关键致矿构造事件。通过含矿层砂岩碎屑锆石U-Pb同位素年代学、含矿砂体和蚀源区原始铀含量及变化研究,验证了双铀源的成矿特点,并厘定脑盖吐组中酸性火山岩为主要外部铀源。

世界超大型和特大型砂岩铀矿床数据库应用开发

超大型和特大型矿床在自然资源供给方面发挥着举足轻重的作用。针对超大型和特大型矿床的共性特征系统研究,对实现找矿突破、提高资源产能具有积极意义。针对国际原子能机构发布的世界铀矿床数据库(UDEPO)内容过于简略的不足,运用VB语言开发了世界超大型和特大型砂岩铀矿床数据库,包含主页展示、信息录入与更新、数据上传、详细信息展示和下载四大模块。同时,开展全球砂岩铀矿床的信息梳理和资料搜集,并将搜集的文献、遥感影像和地质资料上载至数据库,完成了数据库的初步建设与应用,从而弥补了国内铀矿床数据库的空白,也为后续开展超大型和特大型砂岩铀矿床的系统分析奠定基础。

高速无刷直流电机分立电源控制系统的设计

已有的高速无刷直流电机驱动电源与控制电源使用同一供电装置,以使其在实现功能的同时减少控制系统的体积,实现小型化。但实验中发现,统一供电存在电源信号串扰问题。针对此问题,本文设计了一种高速无刷直流电机分立电源控制系统,首先对电机驱动电源与控制电源进行了分立设计,之后对信号处理系统、信号分配系统和电源保护系统进行了改进设计。使用改进前后的电源控制系统进行了对比实验,结果表明,采用分立电源控制系统后,控制电源可在0~12 V精细控制,驱动电源可在0~100 V之间宽幅输出。改进后控制电源与驱动电源未出现串扰问题,即控制电路不会出现过载,驱动电路不会出现欠载。以上结果表明,电机驱动电源与控制电源的分立设计实现了控制信号的精细化调节,提高了其在运行过程中电信号检测的准确性。

旋转盘型件表面半椭圆裂纹K_I的权函数解法

计算半椭圆裂纹的Ⅰ型应力强度因子(K_I)是研究含缺陷部件损伤容限、评估剩余寿命的关键技术。针对机械设备类盘型件应力分布复杂、有限元建模繁琐耗时等问题,建立一种计算高速旋转条件下复杂结构盘状部件表面半椭圆裂纹K_I的权函数方法。在一定的适用条件下,将盘型件局部小裂纹简化为平板表面裂纹。在半椭圆形状参数0.2≤α≤2、0.05≤β≤0.6的范围内,通过平板表面裂纹模型,拟合得到表面半椭圆裂纹权函数参数M的多元线性表达式,其中拟合值与有限元计算值的残差平方和均值为0.00975。结合某机械设备盘型件的设计特点,研究该权函数法在不等厚及中部突起型圆盘表面径向、切向裂纹问题的适用性。经验证,权函数解与有限元结果的相对误差为-4.45%~2.80%。

类石墨烯过渡金属二硫化物的制备及应用研究进展

二维过渡金属二硫化物(TMDCs)是一种具有类石墨烯层状结构的新型材料。由于其超薄的片层间距、巨大的比表面积、丰富的边缘位点、良好的化学稳定性和可调控禁带宽度等优异的理化性质,引起了光电器件、光催化剂、锂离子电池及超级电容器、固体润滑剂等领域研究者的广泛关注。介绍了类石墨烯TMDCs的基本结构,对其常用的制备方法及应用进行了重点综述,并展望了其未来研究的发展趋势和面临的挑战。

伊犁盆地南缘郎卡地区中侏罗统西山窑组沉积特征及演化

针对伊犁盆地郎卡地区中侏罗统西山窑组铀矿地质勘查中对沉积相研究存在的问题,以钻孔岩芯精细研究为基础,结合区域地质背景及测井、地震、粒度等分析资料进行沉积相标志、沉积相展布及沉积演化等进行综合研究。研究成果表明研究区西山窑组主要发育辫状河三角洲和湖泊2种沉积相。西山窑组下段沉积时期,研究区发育辫状河三角洲平原沉积,分流河道砂体叠置连片分布;西山窑组中段沉积时期,湖平面上升,全区基本演化为辫状河三角洲前缘和滨浅湖沉积,水下分流河道砂体呈条带状展布;西山窑组上段沉积时期,研究区整体呈现出湖退过程,辫状河三角洲进积,以辫状河三角洲前缘沉积为主,水下分流河道在三角洲前缘亚相占主导地位。

锆表面微弧氧化膜1000~1200℃高温蒸汽氧化行为研究

目的研究微弧氧化表面处理对纯锆高温蒸汽氧化行为影响。方法采用微弧氧化技术(MAO)在磷酸盐电解液中纯锆表面制备厚约2.5μm的陶瓷膜,再利用热重分析仪(TGA)测量它们在1000~1200℃蒸汽环境中的氧化性能,并分析蒸汽氧化前后氧化膜的微观结构、物相组成。用辉光放电谱仪(GDOES)分析蒸汽氧化前后锆基体及微弧氧化样品Zr、O、P、Na、C、H元素的成分深度分布。结果锆基体及微弧氧化膜加速氧化动力学转变温度约为600℃。在1000℃蒸汽中,微弧氧化处理的纯锆样品氧化增重低于锆基体。蒸汽温度达到1100℃以上时,锆基体和微弧氧化膜的氧化增重曲线几乎重合。蒸汽氧化初期氧原子快速扩散至β-Zr中,当较厚α-Zr(O)层和ZrO_(2)层形成后,氧化速率主要取决于氧在α-Zr(O)层中的扩散速率,而且氧化锆层阻挡了氢扩散进入锆基体。高温蒸汽氧化后,纯锆表面氧化层主要由单斜氧化锆(M-ZrO_(2))相和少量的四方氧化锆(T-ZrO_(2))相组成。结论在1000℃以下,微弧氧化膜增强了锆基体的抗蒸汽氧化能力,但1100℃以上没有保护作用。

离心法制备稳定同位素综述

稳定同位素被广泛应用于核能、公共安全、环境、工业、农业、医学以及基础研究等不同领域。稳定同位素分离方法有电磁法、气体扩散法、热扩散法、蒸馏法、化学交换法、激光法以及气体离心法等。随着离心分离技术的发展和成熟,越来越多的稳定同位素采用离心法来分离。本文首先对稳定同位素进行了统计和分析,然后对离心法分离稳定同位素的基本原理、技术特点、国内外主要研发情况进行了重点阐述,最后对离心分离稳定同位素技术国内外目前存在的差距进行了分析。

一种电磁感应烧结UO2的发热体设计及优化

本文提出一种可以直接利用电磁感应高效烧结UO2燃料芯块的方法,利用ANSYS有限元软件研究不同结构参数对电磁感应发热体发热效果的影响,并据此对电磁感应发热体进行优化。计算结果表明,当外部发热体开缝方式为纵向开3条缝,横向在两侧开3条缝,纵向缝宽3 mm,横向缝宽4.5mm时,内部和外部发热体都具有较高的发热效率和较好的温度均匀性,可实现UO2燃料芯块的高效均匀烧结。

核电用316H不锈钢的蠕变性能评估

通过对核电用316H不锈钢的蠕变数据分析,利用速率温度参数模型拟合得出材料蠕变本构方程。根据相关统计检验方法,确定了材料的蠕变可靠度函数。结合Z’参数的数据分布,分别得出316H不锈钢蠕变应力-RTP参数-可靠度曲线和温度-容许应力-可靠度曲线。结合ASME的评价规范,确定了316H不锈钢在550~700℃下的容许应力。结果表明,基于RMB’模型的蠕变本构方程在拟合精度方面优于其他传统模型。实测数据均位于蠕变可靠性模型预测结果的99.7%置信区间内。该模型可以较好地评估316H不锈钢的稳态蠕变性能及容许应力。

基于可靠度的Incoloy800H管材蠕变性能分析

结合蠕变特征量-温度参数模型,研究了Incoloy800H管材在600~1050℃下的蠕变行为,拟合得出材料稳态蠕变速率、蠕变断裂时间、蠕变第3阶段起始时间的可靠性方程,并建立了管材容许应力与服役温度、可靠度的关系。结果表明,确定的蠕变特征量可靠性方程可以较好地预测Incoloy800H管材稳态蠕变速率、蠕变断裂时间、蠕变第3阶段起始时间的变化行为。长时蠕变数据均位于对应蠕变方程在可靠度0.997条件下的预测区域内。与ASME推荐的容许应力值相比,蠕变特征量可靠性方程可以提供更为准确的容许应力评估结果。