氮?dú)馔ㄈ刖圩兊入x子體中能夠顯著降低邊界等離子體輻射靶板的溫度,提高等離子體的約束性能,降低聚變?nèi)剂想x子在第一壁材料中的滯留量。氮?dú)馔ㄈ刖圩兊入x子體中不可避免會(huì)造成氮與第一壁材料的相互作用。本文利用磁控濺射制備氮化鎢膜,模擬聚變堆運(yùn)行時(shí)在第一壁表面形成的再沉積氮化鎢薄膜,并研究了它的微觀結(jié)構(gòu)和組成隨溫度的變化。與此同時(shí),直線等離子體裝置研究了氮化鎢層對(duì)氘滯留行為的影響。同時(shí)研究了不同等離子體參數(shù)對(duì)氘泡的形成和氘滯留行為的影響。研究結(jié)果如下:1.以磁控濺射制備的氮化鎢膜作為一個(gè)模擬系統(tǒng),模擬研究聚變堆運(yùn)行時(shí)在堆表面再沉積的氮化鎢層的熱穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)氮化鎢薄膜在1073 K以下穩(wěn)定存在,當(dāng)溫度高于1073 K時(shí)開(kāi)始分解釋放氮?dú)�。氮化鎢薄膜從表面開(kāi)始分解逐步向薄膜內(nèi)部擴(kuò)散,并且氮脫附后在薄膜表面形成了一層多孔的鎢富集層。當(dāng)溫度在1073 K以下時(shí),薄膜內(nèi)的組成是氮化鎢相,當(dāng)溫度高于1073 K時(shí),鎢相開(kāi)始出現(xiàn)。隨著溫度的升高,薄膜內(nèi)W-N鍵含量降低,W-W鍵含量增加。增加退火時(shí)間不會(huì)促使氮化鎢的進(jìn)一步分解。2.低能氮離子預(yù)先輻照鎢塊在鎢塊表面形成氮化鎢相,隨輻照能量的增加,氮化鎢相的含量趨于... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆示意圖

（a）多靶磁控濺射系統(tǒng)外觀 （b）薄膜濺射沉積室內(nèi)部構(gòu)造示意圖圖 2.1 氮化鎢薄膜磁控濺射沉積系統(tǒng)2.2.2 鎢塊預(yù)處理方法鎢塊的制備工藝流程為：熱軋制鎢塊（大小為 1×1×0.1 cm3）---機(jī)械鏡面拋光---真空 900 ℃（30 min）退火（1）切割鎢塊用線切割將塊體鎢塊切割成大小為 1×1×0.1 cm3的標(biāo)準(zhǔn)樣塊。（2）機(jī)械鏡面拋光用砂紙機(jī)械打磨樣品，從粒度為 360 的砂紙開(kāi)始打磨，依次用粒度為 800，1200 和 2000 的砂紙打磨樣品，再用粒度為 1 的鉆石研磨膏對(duì)樣品進(jìn)行拋光處理，最后用 5％氫氧化鈉和蒸餾水進(jìn)行拋光處理。（3）真空退火處理在高真空環(huán)境下（壓強(qiáng)<1×10-5pa）對(duì)鏡面拋光的鎢塊進(jìn)行 900 ℃（60min）退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力和殘留在鎢塊內(nèi)的雜質(zhì)氣體。

（a）直線等離子體裝置外觀 （b）直線等離子體裝置構(gòu)造示意圖圖 2.2 直線等離子體模擬裝置（LEPS）直線等離子體主要有等離子體源（Plasma Generator,用于產(chǎn)生等離子體），磁約束系統(tǒng)（Magnetic Confinement，用于約束和維持直線等離子體），真空系統(tǒng)（Vacuum Pumps，用于產(chǎn)生所需真空），等離子體診斷系統(tǒng)（Diagnostics，用于測(cè)量所產(chǎn)生的等離子體參數(shù)），以及電源和其他輔助系統(tǒng)等部件組成。(1)微波源：微波能量被離化氣體吸收后形成等離子體。微波在等離子體中主要有三種吸收機(jī)制：碰撞吸收，無(wú)碰撞吸收和非線性反常吸收，這主要決定于工作氣體的壓力。(2)磁約束系統(tǒng)：產(chǎn)生的等離子體在圓形線圈磁場(chǎng)的約束下，傳輸?shù)街本�段樣品室。每個(gè)線圈電流獨(dú)立可調(diào)，為低壓大電流（比如幾伏/幾十安培），線圈為中空的水冷結(jié)構(gòu)。(3)樣品照射平臺(tái)：材料輻照實(shí)驗(yàn)所用的樣品臺(tái)絕緣可加負(fù)偏壓（200 V 以上/小于 1 A）。樣品臺(tái)通入乙醇冷卻，可冷卻至負(fù) 10 度，用以及時(shí)帶走在樣品上產(chǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3294606