聚變堆包層結(jié)構(gòu)材料主要的候選材料低活化鐵素體/馬氏體（Reduced activation ferritic/martensitic,RAFM）鋼具有較高的氫同位素滲透率和溶解度。為保證聚變堆的安全穩(wěn)定運(yùn)行,在由RAFM鋼構(gòu)成的包層復(fù)雜結(jié)構(gòu)表面上制備均勻的具有優(yōu)異阻氫能力及熱機(jī)械穩(wěn)定性的抗輻照阻氚層成為目前迫切的研究需求。針對(duì)該需求,本文首先對(duì)基體材料RAFM鋼的氫同位素滲透行為進(jìn)行了研究,為后續(xù)的鐵基阻氚材料阻氫性能分析提供基體氫輸運(yùn)參數(shù)。然后通過(guò)兩種思路在RAFM鋼表面制備阻氚陶瓷氧化層,并對(duì)其關(guān)鍵性能進(jìn)行了研究。第一種思路為:直接氧化RAFM鋼以在其表面獲得含鉻氧化層。根據(jù)RAFM鋼可能面臨的兩種實(shí)際工況,分別采取了高溫大氣熱氧化以及高溫高壓水氧化兩種方式在RAFM鋼表面獲得氧化層并分析其氧化層成分結(jié)構(gòu)探究其氫同位素滲透特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)兩種熱氧化方式形成的疏松多孔的自氧化層并不能有效的降低氫滲透率。另一種思路為:在RAFM鋼表面制備一層鐵鉻鋁層,然后通過(guò)熱氧化生成含鋁氧化層。通過(guò)優(yōu)化鐵鉻鋁材料熱氧化過(guò)程中的氧化氣氛、表面粗糙度等參數(shù),使得其氫同位素滲透率相比RAFM鋼低四個(gè)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１幾種輕元素發(fā)生聚變反應(yīng)概率⑴??＾－—＾Ｔｏｒｏｉｄａｉ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ??Ｍａｇｎｅｔｓ??

?第１章緒論???面的真空腔室部位提供屏蔽。包裹著真空腔室部位的是用來(lái)產(chǎn)生約束等離子體磁??場(chǎng)的環(huán)形場(chǎng)線圈，環(huán)形場(chǎng)線圈外部的是提供等離子體位型校準(zhǔn)和調(diào)控磁場(chǎng)的極向??場(chǎng)線圈。最終在外圍還會(huì)有一系列的工廠設(shè)施用來(lái)進(jìn)行燃料的提取和再注入，等??離子體加熱，熱功率提取以及反應(yīng)堆的維護(hù)設(shè)施等。??１Ｅ－２０??１Ｅ－２１????—??ｒ?１Ｅ－２２?—＾??１Ｅ－２３??Ｉ１，／??：ｔ?１Ｅ－２５?／?．．?＇?／??｜?１Ｅ－２６，?Ｚ?／??ｌ?１Ｅ＂７?／?／??￡?１Ｅ－２８?／??＾?＾?２９?Ｄ?丁?ｗｗ－ｉｕ．?｜＊＊＊｜ｑ３?ｍｕｍｍｉｉｉ＾?Ｄ?Ｒ??１Ｅ－３０?／??１?１０?１００?１０００??Ｐｌａｓｍａ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（ＫｅＶ）??圖１．１幾種輕元素發(fā)生聚變反應(yīng)概率⑴??＾－—＾Ｔｏｒｏｉｄａｉ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ??Ｍａｇｎｅｔｓ??＼?Ａｓｈ／ｐａｒｔｉｃｔｅ?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ??ＢｌａｎＫｅｔ；ｎｄ＾?Ｐｌａｓ？??圖１．２環(huán)形聚變反應(yīng)堆示意圖⑴??２００６年中、美、歐、俄、日、韓、印七方正式簽訂協(xié)議啟動(dòng)國(guó)際熱核聚變實(shí)??驗(yàn)堆?ＩＴＥＲ?（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ?Ｔｈｅｒｍｏｎｕｃｌｅａｒ?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ｒｅａｃｔｏｒ）的建設(shè)計(jì)劃［２］，期??望可以通過(guò)該計(jì)劃驗(yàn)證用磁約束方式維持等離子體燃燒和平利用聚變能發(fā)電的??科學(xué)和工程技術(shù)可行性。然而從ＩＴＥＲ發(fā)展到聚變示范堆ＤＥＭＯ?（Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ??ｒｅａｃｔｏｒ）尚存在大量的工程技術(shù)難題。為了克服這之間存在的巨大的科學(xué)技術(shù)難??２??

圖１．３?ＣＦＥＴＲ結(jié)構(gòu)示意

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Progress on design and related R&D activities for the water-cooled breeder blanket for CFETR[J]. Songlin Liu,Xiaoman Cheng,Xuebin Ma,Lei Chen,Kecheng Jiang,Xia Li,Hui Bao,Jichao Wang,Wanjing Wang,Changhong Peng,Peng Lu,Min Li,Kai Huang.  Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2019(03)
[2]核聚變堆包層結(jié)構(gòu)材料研究進(jìn)展及展望[J]. 徐玉平,呂一鳴,周海山,羅廣南.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(17)
[3]微弧氧化制備氧化鋁阻氚涂層的研究（英文）[J]. 馮軍,但敏,金凡亞,陳美艷,沈麗如,童洪輝,張桂凱.  稀有金屬材料與工程. 2016(02)
[4]托卡馬克研究的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 李建剛.  物理. 2016(02)
[5]Influence of process parameters on thickness and wear resistance of rare earth modified chromium coatings on P110 steel synthesized by pack cementation[J]. 林乃明,謝發(fā)勤,吳向清,田偉.  Journal of Rare Earths. 2011(04)

博士論文
[1]氫同位素在聚變堆材料及部件中的滲透滯留行為[D]. 劉皓東.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]氫同位素在聚變堆包層結(jié)構(gòu)材料中的滲透滯留行為研究[D]. 徐玉平.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[3]鋁化物阻氘涂層中的基底效應(yīng)研究[D]. 向鑫.中國(guó)工程物理研究院 2016
[4]α-Al2O3阻氚涂層材料中氫行為的理論研究[D]. 張桂凱.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2898184