發(fā)布時(shí)間：2021-01-23 06:32

　　核聚變?yōu)槿祟愇磥砟茉刺峁┝艘粋�(gè)理想的選擇,將成為世界能量供給的主要源泉。但是,聚變能的利用目前仍然面臨科學(xué)以及技術(shù)兩方面的挑戰(zhàn)。其中,在“燃燒環(huán)境下”聚變堆結(jié)構(gòu)材料的性能是最嚴(yán)重的問題之一,早在1946年,費(fèi)米就指出,核技術(shù)成功的關(guān)鍵取決于強(qiáng)輻照下材料的行為。聚變能源裝置中結(jié)構(gòu)材料不僅面臨高通量的14MeV的高能中子的輻照損傷,同時(shí)承受14MeV高能中子與材料原子核發(fā)生（n, α）、（n, p）反應(yīng)生成的大量氫氦以及其他產(chǎn)物的作用。這將對材料的高溫力學(xué)和熱學(xué)性能、抗輻照性能以及其它一些物理化學(xué)和技術(shù)特性提出了最嚴(yán)重挑戰(zhàn)。本文針對聚變堆結(jié)構(gòu)材料面臨的兩個(gè)主要問題即粒子輻照效應(yīng)和嬗變氫氦在結(jié)構(gòu)材料中的行為展開研究。在聚變反應(yīng)堆中,載能粒子與結(jié)構(gòu)材料的晶格原子發(fā)生碰撞產(chǎn)生初級離位原子（PKA）和嬗變核素,而這些初級離位原子和嬗變核素在晶格中又會產(chǎn)生一系列的碰撞從而形成碰撞級聯(lián)。在碰撞過程中主要是結(jié)構(gòu)材料自身原子之間的碰撞,因此采用自離子輻照研究材料的輻照損傷更加接近真實(shí)環(huán)境,而且不會引入雜質(zhì),避免了摻雜效應(yīng)。Ti3SiC2 MAX相材料被認(rèn)為是一種潛在的聚變堆候選結(jié)構(gòu)材料,本文開展了Ti3S... 

【文章來源】：復(fù)旦大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 聚變能的戰(zhàn)略意義
        1.1.2 受控核聚變簡介
        1.1.3 聚變堆結(jié)構(gòu)材料面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)
    1.2 材料輻照效應(yīng)
        1.2.1 運(yùn)動粒子的慢化
        1.2.2 輻照損傷基本原理
        1.2.3 氣體產(chǎn)生損傷的物理原理
    1.3 材料中的氦行為
        1.3.1 材料中氦原子的捕陷和聚集
        1.3.2 氦原子在材料中的遷移
        1.3.3 氦泡的形成和長大
        1.3.4 氦的引入方法
3SiC₂的介紹">    1.4 MAX相材料Ti₃SiC₂的介紹
        1.4.1 聚變堆結(jié)構(gòu)材料
3SiC₂ MAX相材料">        1.4.2 Ti₃SiC₂ MAX相材料
3SiC₂的研究現(xiàn)狀">        1.4.3 MAX相材料Ti₃SiC₂的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
    參考文獻(xiàn)
第二章 材料分析方法及原理
    2.1 離子束分析方法（IBA）
        2.1.1 盧瑟福背散射分析（RBS）
    2.2 X射線衍射（XRD）
        2.2.1 XRD基本原理
        2.2.2 同步輻射XRD
    2.3 掃描電子顯微鏡（SEM）
    2.4 透射電子顯微鏡（TEM）
    2.5 拉曼光譜分析（RS）
    2.6 X射線光電子譜分析（XPS）
    參考文獻(xiàn)
3SiC₂自離子輻照損傷">第三章 MAX相材料Ti₃SiC₂自離子輻照損傷
3SiC₂ MAX相材料簡介及輻照損傷研究現(xiàn)狀">    3.1 Ti₃SiC₂ MAX相材料簡介及輻照損傷研究現(xiàn)狀
    3.2 樣品制備
3SiC₂的輻照損傷及恢復(fù)效應(yīng)">    3.3 C離子對Ti₃SiC₂的輻照損傷及恢復(fù)效應(yīng)
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
        3.3.2 同步輻射XRD掠角分析
        3.3.3 室溫下輻照損傷的研究
        3.3.4 高溫輻照損傷的研究
        3.3.5 Rietveld XRD譜擬合和結(jié)構(gòu)精修分析晶體損傷
        3.3.6 拉曼譜分析（RS）
        3.3.7 掃描電鏡分析（SEM）
        3.3.8 透射電鏡分析（TEM）
3SiC₂綜合討論">        3.3.9 C離子輻照MAX相Ti₃SiC₂綜合討論
3SiC₂的輻照效應(yīng)">    3.4 Si離子對MAX相Ti₃SiC₂的輻照效應(yīng)
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
        3.4.2 同步輻射掠角XRD分析
        3.4.3 拉曼譜和非盧瑟福散射分析
        3.4.4 SEM分析
    3.5 總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
3SiC₂中的行為研究">第四章 氫氦在MAX相Ti₃SiC₂中的行為研究
    4.1 氫氦在材料中的行為研究現(xiàn)狀
        4.1.1 氫氦在金屬材料中的行為
        4.1.2 氫氦在MAX材料中的行為
3SiC₂材料中擴(kuò)散行為的研究">    4.2 氦在Ti₃SiC₂材料中擴(kuò)散行為的研究
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)原理
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
3SiC₂輻照行為的研究">    4.3 氫氦對Ti₃SiC₂輻照行為的研究
3SiC₂輻照行為的研究">        4.3.1 氦離子對Ti₃SiC₂輻照行為的研究
3SiC₂輻照行為的研究">        4.3.2 氫氦協(xié)同對Ti₃SiC₂輻照行為的研究
    4.4 總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
3SiC₂ MAX相薄膜材料的制備">第五章 Ti₃SiC₂ MAX相薄膜材料的制備
    5.1 磁控濺射技術(shù)介紹
    5.2 單晶TiC種子層的制備
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
3SiC₂單晶薄膜制備的探索">    5.3 Ti₃SiC₂單晶薄膜制備的探索
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
攻讀博士學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況



本文編號：2994738