碳化硅（SiC）是未來先進(jìn)核能系統(tǒng)中極具潛力的核結(jié)構(gòu)材料。提高SiC材料的抗輻照能力對它們在反應(yīng)堆中的應(yīng)用具有重要意義。由于晶粒邊界（grain boundaries,GBs）對輻照產(chǎn)生的可移動點缺陷具有吸收和湮滅的作用,一般認(rèn)為晶粒尺寸小于100 nm的納米晶材料相比單晶材料可能具有更強(qiáng)的抗輻照能力。迄今,國內(nèi)外對納米晶SiC（nc-Si C）輻照損傷效應(yīng)的研究還十分有限,對其相關(guān)損傷機(jī)制的認(rèn)識尚不完全清楚。本工作分別使用5 MeV Xe、60 keV C和18 keV He離子在室溫下對三種平均晶粒尺寸分別為2.7 nm、6.0 nm和19.7 nm的nc-SiC及單晶Si C薄膜進(jìn)行輻照,然后利用Raman光譜技術(shù)研究了離子輻照導(dǎo)致薄膜的非晶化過程。Raman光譜的結(jié)果顯示隨著離子輻照劑量的增大,nc-SiC及單晶SiC表征Si-C振動的特征峰強(qiáng)度逐漸減弱,而與同核Si-Si和C-C鍵相關(guān)的振動峰強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),直至薄膜被完全非晶化,光譜形狀不再發(fā)生明顯變化。我們使用Raman光譜中Si-C振動峰的相對強(qiáng)度來表征受輻照薄膜的相對結(jié)構(gòu)無序度,發(fā)現(xiàn):（1）對于三種離子輻照,nc-SiC... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

高溫氣冷反應(yīng)堆顆粒燃料元件結(jié)構(gòu)示意圖

統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用前景，例如用作高溫氣 3]（如圖 1-1 所示）。除此以外，SiC 材料還和嬗變錒系元素用的惰性基體等[4-7]。因此核應(yīng)用具有十分重要的意義。相比單晶材SiC (nc-SiC) 可能具有更強(qiáng)抗輻照能力，近關(guān)注[8-22]。但目前有關(guān)于 nc-SiC 離子輻照效傷機(jī)制的認(rèn)識尚不完全清楚�；诖�，本論下輻照了晶粒尺寸在 2-20 nm 之間的 nc-SiC技術(shù)對樣品進(jìn)行了測試，研究了不同樣品的討了晶粒尺寸和輻照離子種類對 nc-SiC 非iC 材料在先進(jìn)核反應(yīng)堆中的應(yīng)用可能具有質(zhì)及 nc-SiC 輻照效應(yīng)的研究現(xiàn)狀性質(zhì)

圖1-3 3C-、4H-和 6H-SiC 的立體堆積模型。SiC 晶體具有許多不同的結(jié)構(gòu)，它們由 SiC 四面體采用不同的堆積方式見的 SiC 晶體有 3C-、4H-和 6H-SiC。其中，3C-SiC 屬于立方結(jié)構(gòu)（-和 6H-SiC 屬于六方結(jié)構(gòu)（α 相），它們的堆積方式如圖 1-3 所示。了這三種常見 SiC 在 300 K 溫度下的基本性質(zhì)。相比其它結(jié)構(gòu)的 SiC，射環(huán)境下具有更好的機(jī)械和力學(xué)穩(wěn)定性，因此有可能更適合在核能系用[23]。本工作中使用的 nc-SiC 和單晶 SiC 樣品均為 3C 結(jié)構(gòu)。表1-1 300K 下 3C-，4H-和 6H-SiC 的基本性質(zhì)[7, 24]。性質(zhì) 3C-SiC 4H-SiC 6H-SiC空間群 T2dC46vC46v晶格常數(shù)/nm 0.4359a=0.3081c=1.0061a=0.3081c=1.5092密度/(g/cm3) 3.21 3.21 3.21

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳化硅材料在核燃料元件中的應(yīng)用[J]. 劉榮正,劉馬林,邵友林,劉兵.  材料導(dǎo)報. 2015(01)
[2]ZnO納米粒子光學(xué)模多聲子拉曼光譜的尺寸限制效應(yīng)研究[J]. 劉卯鑫,劉偉,付振東,張樹霖.  光散射學(xué)報. 2007(04)
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本文編號：3583997