發(fā)布時(shí)間：2021-07-28 04:40

　　本文以Sm Co合金和Nd Fe B合金為研究對象,對其進(jìn)行了中子輻照實(shí)驗(yàn)和高溫實(shí)驗(yàn)。采用X-ray、磁力顯微鏡、穆斯堡爾譜儀以及磁性能測試系統(tǒng)等設(shè)備對合金組織結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了系統(tǒng)表征,獲得了輻照、高溫條件下永磁材料組織性能的變化規(guī)律。同時(shí)采用LAMMPS軟件模擬了純Fe和Fe Ni合金內(nèi)的輻照初期的缺陷演化過程。中子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Sm Co和Nd Fe B永磁合金經(jīng)受5×1014 n/cm2劑量中子輻照后,其磁性能變化幅度在1%左右,其物相結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化。Sm Co合金的電子結(jié)構(gòu)和磁疇結(jié)構(gòu)在輻照前后幾乎沒有變化。磁性能測試結(jié)果表明Sm Co合金的耐中子輻照性能優(yōu)于Nd Fe B合金的耐輻照性能。通過高溫在線測退磁系統(tǒng)得到了Sm Co合金從室溫到550oC的磁性能以及Nd Fe B合金從室溫到300oC的磁性能。Sm Co和Nd Fe B永磁合金磁性能隨溫度的升高呈下降趨勢,且在不同溫度區(qū)間段的下降趨勢不同。550oC環(huán)境下,Sm Co合金的Br衰減至常溫的78.2%,Hci衰減至常溫的11.2%。300oC環(huán)境下,高矯頑力型Nd Fe B合金（N28EHC）的Br衰減至常溫的... 

【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

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

核電站內(nèi)一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)

??豕ひ蕩笱Чぱ?妒墾?宦畚?-5-在核能開發(fā)利用的研究進(jìn)程中，科學(xué)家們同步研究著應(yīng)用在核環(huán)境下的材料。歷史上，最先受到關(guān)注的是第一壁材料和核燃料。由于核電站內(nèi)強(qiáng)輻射能引起材料的物理和化學(xué)性質(zhì)的重要而有害的變化，所以確保應(yīng)用在核電環(huán)境下的材料具有一定的耐輻照性能是核電站得以建設(shè)的前提。稀土永磁合金作為磁流量計(jì)的關(guān)鍵材料，長期暴露在高溫輻照環(huán)境之下，高能量高劑量的輻照對永磁材提出了嚴(yán)苛要求。研究稀土永磁合金在核環(huán)境下的組織結(jié)構(gòu)性能對提高核電用儀器儀表的穩(wěn)定性和可靠性有著重要意義。圖1-3磁流量計(jì)工作原理1.2稀土永磁材料輻照效應(yīng)研究早在1815年，Berzelins就發(fā)現(xiàn)了硅鈹釔礦石可以釋放潛能這一現(xiàn)象，但彼時(shí)學(xué)界未能給出合理的解釋，這是歷史上人類首次發(fā)現(xiàn)材料輻照效應(yīng)。直到百年之后，Hamberg才對硅鈹釔礦石可以釋放潛能這一現(xiàn)象進(jìn)行了正確的解釋，這一現(xiàn)象的原因是放射性衰變粒子轟擊材料并且產(chǎn)生了輻照效應(yīng)。隨著時(shí)間的推移科技的進(jìn)步，人們注意到在外太空環(huán)境以及在高能粒子加速器環(huán)境內(nèi)服役的材料始終忍受著高能高通量的粒子輻照，確保材料可在此嚴(yán)苛情況下保持性能正常服役是材料應(yīng)用的前提條件。自此以后，材料輻照效應(yīng)研究受到了越來越多的重視并且逐漸發(fā)展為一個(gè)重要的研究方向。放眼百年間對材料輻照效應(yīng)的研究，其研究范圍很廣，研究對象包括結(jié)構(gòu)材料和半導(dǎo)體材料等等。研究人員對永磁合金開展輻照研究主要是基于以下三種考慮：一是考慮其作為聚焦磁鐵在粒子加速器中的應(yīng)用和作為低溫永磁波蕩器在下一代光源上的應(yīng)用，二是考慮其用作儀器儀表關(guān)鍵部件在核環(huán)境下的應(yīng)用，三是考慮其在空間環(huán)境下的應(yīng)用。雖然研究背景并不相同，但是落實(shí)到模擬試驗(yàn)上，均用是采用高能粒子(中子、質(zhì)子、電子和伽?

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-11-核反應(yīng)產(chǎn)生的中子能量會高達(dá)14MeV。低能中子對材料的影響和高能中子對材料的影響是不同的，迄今為止，始終缺少高能量中子輻照實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果。另外，高能粒子入射到材料內(nèi)部后，初級輻照損傷通常發(fā)生在輻照初期，時(shí)間量級在皮秒尺度內(nèi)，這種情況下，很難通過在線監(jiān)測或者通過其他方法觀察點(diǎn)缺陷以及空位的動(dòng)態(tài)演化過程。綜上所述，一方面實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足和檢測手段的限制使得高通量硬能譜輻照試驗(yàn)進(jìn)展緩慢，亟需通過其他方法彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)不足。另一方面，在近幾十年，計(jì)算機(jī)計(jì)算能力迅速提高和分子動(dòng)力學(xué)理論取得了巨大進(jìn)展，使得采用計(jì)算機(jī)去模擬輻照損傷過程存在了可能性。研究高能粒子對材料產(chǎn)生的影響，在不同的時(shí)間和空間范圍內(nèi)，適用的研究方法也不同，如圖1-4所示[22]。最初研究人員是通過宏觀物理性能對材料進(jìn)行表征，隨著分析測試水平的發(fā)展，逐漸開始使用透射電子顯微鏡和正電子湮滅光譜分析材料的微觀結(jié)構(gòu)和缺陷，現(xiàn)在還可通過計(jì)算機(jī)輔助模擬進(jìn)行研究。在宏觀層面，可以使用有限元方法對材料內(nèi)部的應(yīng)變應(yīng)力進(jìn)行分析。在微觀領(lǐng)域，可以應(yīng)用第一性原理、分子動(dòng)力學(xué)和蒙特卡洛等方法對大小為幾百萬原子的體系進(jìn)行模擬。圖1-4不同尺度下適用的研究方法[22]輻射效應(yīng)研究起源于1852年，但是使用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對輻照效應(yīng)進(jìn)行研究卻是在二十世紀(jì)中葉才開始的。從二十世紀(jì)中頁開始發(fā)展至今，科學(xué)家研究出了許多理論方法和軟件等，包括反應(yīng)速率理論(RE)、蒙特卡洛中子計(jì)算(MCN)、分子

【參考文獻(xiàn)】：
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