核能是一種清潔、可靠、經(jīng)濟(jì)的綠色新型能源,隨著化石能源的逐漸消耗,核電在電力供應(yīng)中扮演著越來越重要的角色。核能安全是核電發(fā)展的基礎(chǔ),核燃料包殼是保證燃料不發(fā)生泄露的關(guān)鍵部件。SiC陶瓷具有高強(qiáng)度、優(yōu)異的抗氧化性、高溫穩(wěn)定性、良好的耐蝕性及較低的熱中子吸收截面,在未來核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用方面具有巨大潛力。而SiC陶瓷本身脆性大,對(duì)于大型復(fù)雜形狀的構(gòu)件難以加工,需要采用合適的連接技術(shù)以保證接頭整體的密封性。基于此背景,本課題采用耐輻照性較好的YAS基微晶玻璃來連接SiC陶瓷。通過模擬YAS玻璃焊料連接SiC陶瓷接頭中可能生成物相的輻照損傷情況,結(jié)合相圖設(shè)計(jì)了36Y₂O₃-21Al₂O₃-43SiO₂（wt%）焊料,系統(tǒng)地研究了連接工藝參數(shù)對(duì)接頭的微觀組織和力學(xué)性能的影響,分析接頭的形成機(jī)理。對(duì)Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂三元相圖進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)采用YAS玻璃焊料連接SiC... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中子輻照結(jié)構(gòu)材料的主要核反應(yīng)過程[56]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-子輻照具有一定的相關(guān)性，即將離子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果與中子輻照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找出兩者對(duì)材料輻照損傷較為一致的部分進(jìn)行深入的研究和分析。在材料輻照損傷程度的評(píng)價(jià)方面，一般可以借助一個(gè)重要的物理量dpa(displacementperatom)，該度量單位表示材料在受到載能粒子輻照時(shí)，材料中平均每個(gè)點(diǎn)陣原子被撞出晶格位置的次數(shù)[53]，亦可稱為輻照損傷劑量值，在試驗(yàn)和模擬計(jì)算的過程中可以通過該值來衡量和評(píng)判不同載能粒子對(duì)材料造成的輻照損傷情況。一般地，核材料的輻照損傷實(shí)驗(yàn)需要在實(shí)際的反應(yīng)堆堆芯中進(jìn)行，然后對(duì)比分析輻照前后材料的微觀組織和宏觀性能，但該實(shí)驗(yàn)受到嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)條件限制一般難以實(shí)現(xiàn)。首先，輻照過程和性能測(cè)試需要較長(zhǎng)的周期。中子輻照損傷效率比較低，需要較長(zhǎng)時(shí)間的輻照才能產(chǎn)生可供觀察的損傷現(xiàn)象。材料在受到中子輻照后具有放射性，一般需要數(shù)年或更長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)其去活化處理后才能進(jìn)行觀察組織和測(cè)試性能的工作。其次，實(shí)驗(yàn)成本高，不易實(shí)現(xiàn)，中子輻照實(shí)驗(yàn)需在核反應(yīng)堆或?qū)嶒?yàn)堆中進(jìn)行。對(duì)于一些材料在堆中的輻照損傷難以通過在反應(yīng)堆中進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，一些學(xué)者根據(jù)材料輻照損傷的本質(zhì)結(jié)合理論和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出利用載能離子模擬堆中結(jié)構(gòu)材料的輻照損傷，評(píng)價(jià)不同輻照環(huán)境下材料的輻照損傷效應(yīng)[57]。圖1-2中子和3MeVC+、Si+輻照6H-SiC經(jīng)拉曼光譜確定的總無序度[60]載能離子模擬堆內(nèi)中子輻照的技術(shù)方法目前已經(jīng)成為研究材料輻照損傷的重要手段。離子輻照技術(shù)與中子輻照相比具有以下獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：(1)離子加速器產(chǎn)生

到離子輻照和中子輻照對(duì)材料損傷存在差異性，一些研究學(xué)者在離子輻照模擬中子輻照可行性的驗(yàn)證方面進(jìn)行了大量的研究工作。ChenX[60]等人采用拉曼光譜和高分辨X射線了研究中子和3MeVC+、Si+對(duì)6H-SiC的影響。結(jié)果顯示，在相同的輻照劑量下6H-SiC經(jīng)中子輻照后產(chǎn)生的總無序度與離子輻照時(shí)基本一致，如圖1-2所示。通過高分辨X射線分析后發(fā)現(xiàn)，6H-SiC受中子輻照后晶格應(yīng)變率為6.8%/dpa，經(jīng)C、Si離子輻照后產(chǎn)生的晶格應(yīng)變率分別為4.2%/dpa和2.6%/dpa，該差異可能是高能離子對(duì)材料輻照損傷深度與中子輻照的不同所引起的。圖1-3800℃、7.7×1015nm2輻照立方SiC的暗場(chǎng)相[61]KatohY等人[61]研究了高溫中子和Si離子輻照下化學(xué)氣相沉積(CVD)高純度β-SiC的微觀組織的變化。結(jié)果顯示，β-SiC在高溫中子輻照和Si離子輻照過程中，都產(chǎn)生了黑點(diǎn)、位錯(cuò)環(huán)、位錯(cuò)網(wǎng)和空洞等典型的輻照缺陷，并隨著輻照溫度和輻照強(qiáng)度的變化而發(fā)生演化。輻照溫度低于800℃時(shí)，β-SiC中的缺陷主要為以缺陷團(tuán)簇形式出現(xiàn)的黑點(diǎn)，同時(shí)基體產(chǎn)生明顯的低溫腫脹并伴隨著熱導(dǎo)率的下降。當(dāng)

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本文編號(hào)：3509698