發(fā)布時(shí)間：2021-08-21 00:27

　　化石能源的枯竭及其對環(huán)境的污染促使人們開發(fā)新能源。聚變能漸漸地進(jìn)入到人們的視野里,托卡馬克裝置也被認(rèn)為是最有希望實(shí)現(xiàn)聚變能的裝置。鎢以其高熔點(diǎn)、高熱導(dǎo)率、良好的熱穩(wěn)定性、低氚滯留率、物理濺射閾值高、無化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)被廣泛用于聚變裝置面向等離子體材料中。在聚變裝置中氦等離子體轟擊鎢材料表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生納米級(jí)纖維,也被稱為鎢絨毛。鎢絨毛的形成不僅改變了鎢材料基底形貌,還會(huì)改變金屬材料性質(zhì)、降低金屬的熱傳導(dǎo)性、增強(qiáng)燃料氚滯留率、降低鎢材料的光發(fā)射率。因此,如何在利用鎢靶板材料的同時(shí)減少鎢絨毛是一個(gè)關(guān)鍵問題。本文研究了氦等離子體轟擊下鎢絨毛的產(chǎn)生和生長。通過對三維動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅SURO-FUZZ代碼進(jìn)行升級(jí),在微米和秒的空間和時(shí)間尺度上成功地進(jìn)行了鎢絨毛模擬,鎢絨毛隨時(shí)間的演化與已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得較好。模擬結(jié)果顯示,鎢基底材料溫度直接影響氦離子在鎢材料中的擴(kuò)散。隨著基體溫度的升高,粒子的擴(kuò)散系數(shù)增大,從而促進(jìn)鎢的絨毛生長。此外,氦離子轟擊材料的流量密度也決定了鎢絨毛形成時(shí)間以及長度。鎢絨毛的生長和濺射實(shí)際上是動(dòng)態(tài)平衡過程,升級(jí)后的SURO-FUZZ代碼可以初步研究物理濺射對鎢材料的影響,并與實(shí)驗(yàn)... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 鎢面向等離子體材料的特點(diǎn)
    1.2 絨毛的生長
    1.3 基底溫度對鎢絨毛厚度的影響
    1.4 等離子體流量對鎢絨毛厚度的影響
    1.5 等離子體能量對鎢絨毛厚度的影響
    1.6 本文的主要內(nèi)容以及研究意義
2 物理模型介紹
    2.1 引言
    2.2 SDPIC模型簡介
    2.3 SURO模型簡介
    2.4 SURO-FUZZ模型簡介
    2.5 結(jié)論
3 鎢材料絨毛厚度的研究
    3.1鎢絨毛生長的實(shí)驗(yàn)
    3.2 鎢絨毛生長的模擬
        3.2.1 60eV氦離子轟擊能量對鎢材料的影響
            (1)60eV氦離子轟擊能量下鎢材料全貌圖展示
            (2)氦離子流量的影響
            (3)鎢基底溫度的影響
            (4)氦離子流量密度的影響
            (5)鎢絨毛層與多孔率
        3.2.2 250eV氦離子轟擊能量對鎢材料的影響
            (1)250eV氦離子轟擊能量下鎢材料全貌圖展示
            (2)濺射率的影響
            (3)氦離子流量的影響
            (4)鎢基底溫度的影響
            (5)鎢絨毛厚度與多孔率
    3.3 結(jié)論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3354510