鑭系鈦酸鹽中子吸收材料研制及其輻照性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-17 11:08
利用灰控制棒來控制核反應(yīng)性可以顯著減少反應(yīng)堆冷卻劑的日常處理,明顯簡(jiǎn)化化學(xué)與容錯(cuò)控制系統(tǒng)及其運(yùn)行,在短時(shí)間內(nèi)顯著降低成本,而且使核反應(yīng)堆更加安全可靠;阼|系鈦酸鹽材料的優(yōu)良性能,其將被廣泛應(yīng)用于中子吸收材料。本論文通過高能球磨,冷等靜壓和高溫?zé)Y(jié)等工藝制備了鑭系鈦酸鹽中子吸收材料,并對(duì)燒結(jié)樣品的性能進(jìn)行測(cè)試和分析。利用掠入射X射線衍射儀(GIXRD),掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等方法對(duì)塊體材料輻照前后的性能進(jìn)行測(cè)試、分析和表征,深入研究了材料經(jīng)輕重離子輻照前后的性能演變規(guī)律。將球磨48h的Ln2Ti2O7和Ln2TiO5粉末分別在1500℃和1300℃下燒結(jié)24h后,獲得單一物相的燒結(jié)塊體,且制備的塊體具有良好的力學(xué)性能。Tb2TiO5-Dy2TiO5和Tb2Ti2O7樣品經(jīng)過400keV Kr+輻照,由于X射線穿透深度隨入射角α變化而變化,所測(cè)試的非晶含量隨入射角變化先增大后減小,當(dāng)入射角為0.5°時(shí)測(cè)試所得的非晶含量達(dá)到最大值,分別為79.24%和89.11%。Ln2Ti05樣品的非晶含量隨輻照劑量呈非線性增大,根據(jù)GIXRD圖譜,可以初步判斷在抵抗非晶化能力上Tm2...
【文章來源】:廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 灰控制棒用芯塊研究現(xiàn)狀
1.3 鑭系鈦酸鹽中子吸收體材料
1.4 中子吸收體材料設(shè)計(jì)
1.5 離子輻照理論
1.5.1 離子輻照缺陷的形成
1.5.2 輻照效應(yīng)
1.5.3 位移損傷
1.5.4 原子間的相互作用勢(shì)
1.5.5 能量損失理論
1.6 本文研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
1.6.1 研究?jī)?nèi)容
1.6.2 研究技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)過程與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備
2.2 離子輻照實(shí)驗(yàn)
2.2.1 離子輻照儀器
2.2.2 離子輻照實(shí)驗(yàn)用樣品制備
2.2.3 離子輻照實(shí)驗(yàn)參數(shù)
2.2.4 SRIM模擬計(jì)算
2.3 燒結(jié)樣品致密度測(cè)試
2.4 硬度測(cè)試
2.5 壓縮實(shí)驗(yàn)
2.6 微觀結(jié)構(gòu)表征
2.6.1 X射線衍射分析
2.6.2 掃描電鏡觀察
2.6.3 透射電子顯微鏡觀察
第三章 試樣研制及其性能測(cè)試
3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
2TiO5塊體材料的XRD測(cè)試結(jié)果"> 3.2 Ln2TiO5塊體材料的XRD測(cè)試結(jié)果
3.3 燒結(jié)塊體的TEM分析
2TiO5塊體的物理性質(zhì)測(cè)試"> 3.4 Ln2TiO5塊體的物理性質(zhì)測(cè)試
2Ti2O7 (Ln=Tb,Dy, Tm)塊體的制備及其性能研究"> 3.5 Ln2Ti2O7 (Ln=Tb,Dy, Tm)塊體的制備及其性能研究
3.6 本章小結(jié)
2TiO5 (Ln=Tb,Dy,Tm)塊體材料的離子輻照行為研究">第四章 Ln2TiO5 (Ln=Tb,Dy,Tm)塊體材料的離子輻照行為研究
4.1 晶體結(jié)構(gòu)
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 4.2 Kr+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.2.1 SRIM模擬計(jì)算
4.2.2 GIXRD實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.2.3 位移損傷對(duì)輻照性能的影響
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 4.3 Fe+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 4.4 He+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.5 輕與重離子輻照實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析
4.6 本章小結(jié)
2Ti2O7(Ln=Tb,Dy, Tm)塊體材料的離子輻照行為研究">第五章 Ln2Ti2O7(Ln=Tb,Dy, Tm)塊體材料的離子輻照行為研究
5.1 晶體結(jié)構(gòu)
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 5.2 Kr+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 5.3 He+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.3.1 輻照劑量對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的影響
5.3.2 表面形貌觀察與分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 本文結(jié)論及展望
6.1 本文結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]開發(fā)核聚變能,發(fā)展未來核電技術(shù)——專訪核工業(yè)西南物理研究院院長(zhǎng)劉永[J]. 宋翔宇. 中國(guó)核電. 2017(02)
[2]AP1000核電機(jī)組設(shè)備現(xiàn)狀及國(guó)產(chǎn)化分析[J]. 汪映榮,鄭正. 中國(guó)電力. 2017(01)
[3]正交結(jié)構(gòu)Gd2TiO5陶瓷材料的輕重離子輻照效應(yīng)比較[J]. 謝秋榮,張建,董曉囡,焦緒麗,李寧. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[4]Krypton ion irradiation-induced amorphization and nano-crystal formation in pyrochlore Lu2Ti2O7 at room temperature[J]. 謝秋榮,張建,尹東明,郭奇勛,李寧. Chinese Physics B. 2015(12)
[5]低價(jià)值控制棒中子吸收體材料燃耗相關(guān)數(shù)據(jù)的制作及驗(yàn)證研究[J]. 楊偉焱,畢光文,楊波,湯春桃. 核科學(xué)與工程. 2014(03)
[6]Ne離子束輻照引起Gd2Ti2O7燒綠石體積腫脹效應(yīng)研究[J]. 李玉紅,許春萍. 原子核物理評(píng)論. 2011(03)
[7]中國(guó)核電發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 葉奇蓁. 電網(wǎng)與清潔能源. 2010(01)
[8]高分子輻射交聯(lián)技術(shù)及研究進(jìn)展[J]. 羅延齡,趙振興. 高分子通報(bào). 1999(04)
碩士論文
[1]螢石衍生結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷的離子束輻照效應(yīng)研究[D]. 高超.蘭州大學(xué) 2013
本文編號(hào):3037897
【文章來源】:廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 灰控制棒用芯塊研究現(xiàn)狀
1.3 鑭系鈦酸鹽中子吸收體材料
1.4 中子吸收體材料設(shè)計(jì)
1.5 離子輻照理論
1.5.1 離子輻照缺陷的形成
1.5.2 輻照效應(yīng)
1.5.3 位移損傷
1.5.4 原子間的相互作用勢(shì)
1.5.5 能量損失理論
1.6 本文研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
1.6.1 研究?jī)?nèi)容
1.6.2 研究技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)過程與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器設(shè)備
2.2 離子輻照實(shí)驗(yàn)
2.2.1 離子輻照儀器
2.2.2 離子輻照實(shí)驗(yàn)用樣品制備
2.2.3 離子輻照實(shí)驗(yàn)參數(shù)
2.2.4 SRIM模擬計(jì)算
2.3 燒結(jié)樣品致密度測(cè)試
2.4 硬度測(cè)試
2.5 壓縮實(shí)驗(yàn)
2.6 微觀結(jié)構(gòu)表征
2.6.1 X射線衍射分析
2.6.2 掃描電鏡觀察
2.6.3 透射電子顯微鏡觀察
第三章 試樣研制及其性能測(cè)試
3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
2TiO5塊體材料的XRD測(cè)試結(jié)果"> 3.2 Ln2TiO5塊體材料的XRD測(cè)試結(jié)果
3.3 燒結(jié)塊體的TEM分析
2TiO5塊體的物理性質(zhì)測(cè)試"> 3.4 Ln2TiO5塊體的物理性質(zhì)測(cè)試
2Ti2O7 (Ln=Tb,Dy, Tm)塊體的制備及其性能研究"> 3.5 Ln2Ti2O7 (Ln=Tb,Dy, Tm)塊體的制備及其性能研究
3.6 本章小結(jié)
2TiO5 (Ln=Tb,Dy,Tm)塊體材料的離子輻照行為研究">第四章 Ln2TiO5 (Ln=Tb,Dy,Tm)塊體材料的離子輻照行為研究
4.1 晶體結(jié)構(gòu)
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 4.2 Kr+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.2.1 SRIM模擬計(jì)算
4.2.2 GIXRD實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.2.3 位移損傷對(duì)輻照性能的影響
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 4.3 Fe+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 4.4 He+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.5 輕與重離子輻照實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析
4.6 本章小結(jié)
2Ti2O7(Ln=Tb,Dy, Tm)塊體材料的離子輻照行為研究">第五章 Ln2Ti2O7(Ln=Tb,Dy, Tm)塊體材料的離子輻照行為研究
5.1 晶體結(jié)構(gòu)
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 5.2 Kr+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析"> 5.3 He+離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.3.1 輻照劑量對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的影響
5.3.2 表面形貌觀察與分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 本文結(jié)論及展望
6.1 本文結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]開發(fā)核聚變能,發(fā)展未來核電技術(shù)——專訪核工業(yè)西南物理研究院院長(zhǎng)劉永[J]. 宋翔宇. 中國(guó)核電. 2017(02)
[2]AP1000核電機(jī)組設(shè)備現(xiàn)狀及國(guó)產(chǎn)化分析[J]. 汪映榮,鄭正. 中國(guó)電力. 2017(01)
[3]正交結(jié)構(gòu)Gd2TiO5陶瓷材料的輕重離子輻照效應(yīng)比較[J]. 謝秋榮,張建,董曉囡,焦緒麗,李寧. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[4]Krypton ion irradiation-induced amorphization and nano-crystal formation in pyrochlore Lu2Ti2O7 at room temperature[J]. 謝秋榮,張建,尹東明,郭奇勛,李寧. Chinese Physics B. 2015(12)
[5]低價(jià)值控制棒中子吸收體材料燃耗相關(guān)數(shù)據(jù)的制作及驗(yàn)證研究[J]. 楊偉焱,畢光文,楊波,湯春桃. 核科學(xué)與工程. 2014(03)
[6]Ne離子束輻照引起Gd2Ti2O7燒綠石體積腫脹效應(yīng)研究[J]. 李玉紅,許春萍. 原子核物理評(píng)論. 2011(03)
[7]中國(guó)核電發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 葉奇蓁. 電網(wǎng)與清潔能源. 2010(01)
[8]高分子輻射交聯(lián)技術(shù)及研究進(jìn)展[J]. 羅延齡,趙振興. 高分子通報(bào). 1999(04)
碩士論文
[1]螢石衍生結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷的離子束輻照效應(yīng)研究[D]. 高超.蘭州大學(xué) 2013
本文編號(hào):3037897
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