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溶剂种类对溶胶-凝胶法制备氧化锆阻氢膜层的影响
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作者 鞠红民 陈伟东 +3 位作者 闫淑芳 刘婷 刘飞 马文 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期87-91,共5页
以正丙醇锆为前驱体,采用溶胶-凝胶法在ZrH1.8表面制备氧化锆阻氢膜层,研究溶剂种类对溶胶-凝胶法制备氧化锆阻氢膜层的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)对所制氧化锆阻氢膜层的表面形貌、截面形貌以及相结构进行分析... 以正丙醇锆为前驱体,采用溶胶-凝胶法在ZrH1.8表面制备氧化锆阻氢膜层,研究溶剂种类对溶胶-凝胶法制备氧化锆阻氢膜层的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)对所制氧化锆阻氢膜层的表面形貌、截面形貌以及相结构进行分析;利用划痕仪考察膜层与基体的结合力,采用真空脱氢实验对膜层的阻氢性能进行评估。研究结果表明,正丙醇为溶剂时,可制得均匀连续、致密的氧化锆膜层,且膜层与基体结合较紧密,膜层平均厚度超过10μm,阻氢效果较好,膜层的氢渗透降低因子(PRF)值可达12.5;乙醇为溶剂时,所制膜层由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和四方相氧化锆(T-ZrO2)组成,而异丙醇、正丙醇、正丁醇为溶剂时,所制氧化锆膜层由单一的四方相氧化锆(T-ZrO2)构成。 展开更多
关键词 氢化 氧化膜层 溶胶-凝胶法 溶剂
溶胶pH值对氢化锆表面阻氢膜层性能的影响 预览
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作者 鞠红民 陈伟东 +3 位作者 闫淑芳 刘婷 马文 韩继鹏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期98-104,共7页
目的采用溶胶-凝胶法在氢化锆表面制备氧化锆阻氢膜层,探究溶胶p H值对阻氢膜层性能的影响。方法以正丙醇锆为前驱体,通过滴加盐酸分别得到p H值为1、3、5、7、9的溶胶。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)和X射线衍射仪(... 目的采用溶胶-凝胶法在氢化锆表面制备氧化锆阻氢膜层,探究溶胶p H值对阻氢膜层性能的影响。方法以正丙醇锆为前驱体,通过滴加盐酸分别得到p H值为1、3、5、7、9的溶胶。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)和X射线衍射仪(XRD),分析了氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌和物相组成,并利用真空脱氢实验测试了膜层的阻氢性能。结果溶胶p H值影响溶胶的涂覆性能,致使氢化锆基体表面所得膜层的连续性、均匀性及厚度存在差异。溶胶pH值的变化对形成膜层的物相组成没有显著影响,所得膜层由单斜相氧化锆(m-ZrO2)和四方相氧化锆(t-ZrO2)组成。当p H值在1~9范围内时,随着溶胶pH的增加,膜层中t-ZrO2的体积分数和PRF值均呈现出先升高后降低的变化趋势,t-ZrO2的体积分数介于13.16%~46.84%之间,膜层的PRF值介于10.13~19.46之间。结论溶胶pH值影响溶胶的涂覆性能,进而影响膜层质量、膜层中各物相的含量以及膜层的阻氢效果。当溶胶p H值为3时,溶胶涂覆性能良好,所得氧化锆膜层均匀、连续,膜层较厚且致密,膜层中t-ZrO2的体积分数最大,为46.84%,同时膜层的氢渗透降低因子(PRF值,Permeation Reduction Factor)达到最大值19.46。 展开更多
关键词 氢化 溶胶-凝胶法 氧化 阻氢膜层 PRF值
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石墨烯浓度对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响 预览
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作者 杜培 闫淑芳 +2 位作者 陈伟东 李世江 马文 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1175-1180,共6页
在Na5P3O10-KOH-Na2EDTA电解液中,以石墨烯为添加剂,在恒压模式下对ZrH1.8表面进行微弧氧化处理。采用涂层划痕仪测试陶瓷层与基体的结合力,通过真空脱氢实验来评价陶瓷层的阻氢性能。电解液中添加石墨烯后,ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层均... 在Na5P3O10-KOH-Na2EDTA电解液中,以石墨烯为添加剂,在恒压模式下对ZrH1.8表面进行微弧氧化处理。采用涂层划痕仪测试陶瓷层与基体的结合力,通过真空脱氢实验来评价陶瓷层的阻氢性能。电解液中添加石墨烯后,ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层均由内层致密层和外层疏松层构成,XRD图谱显示,所制陶瓷层主要由M-ZrO2和T-ZrO2相组成。随着石墨烯浓度的增加,陶瓷层的氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor, PRF)呈先增大后减小的趋势。当石墨烯浓度为0.10 g/L时,陶瓷层的厚度约为66.5μm,表面孔洞和裂纹较少,陶瓷层较致密, PRF值为13.2,阻氢性能较好。 展开更多
关键词 氢化 微弧氧化 石墨烯 陶瓷层 阻氢性能
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氢化锆与高温钠的相容性研究 预览
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作者 付晓刚 张金权 +2 位作者 秦博 马浩然 龙斌 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1801-1804,共4页
在快堆设计和应用过程中,氢化锆是非常有用的慢化材料,但是关于氢化锆与高温钠相容性的研究报道较少,氢化锆与高温钠接触后长时间服役是否满足使用要求尚无数据借鉴,故本研究将在500℃、600℃和700℃下开展氢化锆与高温钠的相容性试验... 在快堆设计和应用过程中,氢化锆是非常有用的慢化材料,但是关于氢化锆与高温钠相容性的研究报道较少,氢化锆与高温钠接触后长时间服役是否满足使用要求尚无数据借鉴,故本研究将在500℃、600℃和700℃下开展氢化锆与高温钠的相容性试验。另外,将表面制备有ZrO2的氢化锆在650℃下进行钠相容性测试,以分析ZrO2在高温钠中阻止氢释放的能力。结果表明:在500℃、600℃和700℃钠中,氢化锆表面均会形成ZrO2氧化膜;氢化锆在500℃钠中的氢含量没有变化;氢化锆在600℃和700℃钠中试验120h后,氢含量均出现明显的下降;在650℃下,氢化锆表面制备的ZrO2氧化膜无法阻止氢气释放。在高温氢释放过程中,由于氢原子和氧原子的相对运动,ZrO2/ZrH1.8界面处的ZrO2逐渐转变为Zr3O。 展开更多
关键词 快中子反应堆 慢化材料 氢化 高温钠 相容性
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氢化锆表面KH570/A171改性硅溶胶膜层结构及性能 被引量:1
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作者 吴明 陈洋 +3 位作者 闫国庆 彭家庆 孙玉璞 王力军 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期630-635,共6页
以硅酸乙酯(TEOS)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH570)和乙烯基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂A171)等为主要原料制备硅烷偶联剂KH570/A171改性硅溶胶,进而采用浸渍提拉法在氢化锆表面制备溶胶膜层。红外光谱(FTI... 以硅酸乙酯(TEOS)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH570)和乙烯基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂A171)等为主要原料制备硅烷偶联剂KH570/A171改性硅溶胶,进而采用浸渍提拉法在氢化锆表面制备溶胶膜层。红外光谱(FTIR)分析显示,硅烷偶联剂能有效参与溶胶共聚反应。透射电镜(TEM)分析表明,硅烷偶联剂的逐一加入有利于胶粒粒径细化,提高和维持胶粒之间亲和能力。扫描电镜(SEM)分析显示,使用硅烷偶联剂KH570和A171改性的有机硅溶胶,可在氢化锆表面制备干燥后无裂纹溶胶膜层,烧结溶胶膜层存在微裂纹而无明显崩落;溶胶膜层表面元素分布均匀,烧结后存在碳残余。真空热放氢实验表明,在氢化锆表面制备的烧结硅溶胶膜层,起到了阻氢渗透的作用。600℃二氧化碳气氛中,烧结硅溶胶膜层具备阻碍氧渗透能力,对氢化锆基体有抗高温氧化作用。 展开更多
关键词 溶胶-凝胶 改性硅溶胶 氢化 阻氢渗透层 抗氧化 硅烷偶联剂
正向电压对氢化锆微弧氧化阻氢膜层性能的影响 预览 被引量:1
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作者 张鹏飞 闫淑芳 +3 位作者 陈伟东 李世江 耿艳花 王宏兴 《无机材料学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期793-797,共5页
在偏铝酸钠-氢氧化钠-EDTA混合溶液中,采用恒压模式对氢化锆表面进行微弧氧化处理。借助场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)及真空脱氢实验,研究了不同正向电压(350-425 V)对微弧氧化膜层表面、截面、相结构及阻氢渗透性... 在偏铝酸钠-氢氧化钠-EDTA混合溶液中,采用恒压模式对氢化锆表面进行微弧氧化处理。借助场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)及真空脱氢实验,研究了不同正向电压(350-425 V)对微弧氧化膜层表面、截面、相结构及阻氢渗透性能的影响。分析结果表明:微弧氧化过程大致由阳极氧化、火花放电、微弧氧化和熄弧四个阶段组成。制备的膜层分为致密层和疏松层,致密层所占比例约为80%。随着正向电压的增大,晶粒尺寸增大,晶面间距减小,氢化锆表面微弧氧化膜层厚度由122μm增加至150μm,膜层的增长速度也随正向电压的增大而加快。但正向电压的改变对膜层的相结构并无显著影响,膜层由单斜相氧化锆和四方相氧化锆组成,当正向氧化电压为400 V时,氧化膜的PRF值达到最大值20。 展开更多
关键词 氢化 微弧氧化 正向电压 阻氢渗透层
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棒状氢化锆慢化钍基熔盐堆中子学性能优化 预览 被引量:2
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作者 朱帆 伍建辉 +4 位作者 陈金根 蔡翔舟 余呈刚 崔德阳 彭一鹏 《原子能科学技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期1656-1664,共9页
氢化锆(ZrH)由于具有耐高温、抗辐照和慢化能力强等优点,是反应堆常用的慢化剂。本工作研究具有钍铀转换能自持运行和较低次锕系核素(MA)产量的ZrH慢化熔盐堆的堆芯物理设计方案。采用MOC程序分析了不同燃料盐对于启堆和增殖性能的影响... 氢化锆(ZrH)由于具有耐高温、抗辐照和慢化能力强等优点,是反应堆常用的慢化剂。本工作研究具有钍铀转换能自持运行和较低次锕系核素(MA)产量的ZrH慢化熔盐堆的堆芯物理设计方案。采用MOC程序分析了不同燃料盐对于启堆和增殖性能的影响,为提高钍铀转换性能,对堆芯结构和慢化棒设计进行了优化与分析。结果表明:当熔盐体积比处于0.5~0.9时,ZrH慢化剂可将临界所需要的233U浓度降低至2%附近;采用含增殖层设计与FLi燃料盐装载的ZrH慢化熔盐堆,50a平均钍铀转换比(CR)可达到1.028;移动式ZrH慢化棒堆芯设计可实现38a的自持运行,且堆芯寿期末的MA产量比慢化棒不移动条件下采用FLi燃料盐和FLiBe燃料盐的MA产量分别减少约43%和8%,低于相同能量输出下石墨慢化熔盐堆的MA产量。 展开更多
关键词 氢化 钍基熔盐堆 钍铀转换 次锕系核素
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Hydrogenation of zirconium film by implantation of hydrogen ions
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作者 刘洋 方开洪 +2 位作者 吕会议 刘际伟 王博宇 《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第3期88-92,共5页
In order to understand the dnve-in target in a D-D type neutron generator,it is essential to study the mechanism of the interaction between hydrogen ion beams and the hydrogenabsorbing metal film.The present research ... In order to understand the dnve-in target in a D-D type neutron generator,it is essential to study the mechanism of the interaction between hydrogen ion beams and the hydrogenabsorbing metal film.The present research concerns the nucleation of hydride within zirconium film implanted with hydrogen ions.Doses of 30 keV hydrogen ions ranging from 4.30×10~(17) to1.43×10~(18) ions cm~(-2) were loaded into the zirconium film through the ion beam implantation technique.Features of the surface morphology and transformation of phase structures were investigated with scanning electron microscopy,atomic force microscopy and x-ray diffraction.Confirmation of the formation of 5 phase zirconium hydride in the implanted samples was first made by x-ray diffraction,and the different stages in the gradual nucleation and growth of zirconium hydride were then observed by atomic force microscope and scanning electron microscopy. 展开更多
关键词 氢离子注入 氢化 金属膜 氢化 原子力显微镜 X射线衍射仪 扫描电子显微镜 相互作用机制
锆合金中的氢化锆在400℃过热蒸汽中的氧化行为 预览
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作者 毛亚婧 段文荣 +6 位作者 袁改焕 高博 孙国成 黄娇 姚美意 张金龙 周邦新 《核科学与技术》 2017年第2期77-83,共7页
采用气相渗氢法制备了SZA-4合金预渗氢样品,通过高压釜腐蚀实验研究了锆合金中氢化锆的氧化行为。结果表明:在氧化膜/金属(O/M)界面附近金属基体中较大张应力的作用下,基体中已存在的氢化锆发生应力再取向,近似平行于O/M界面的面心立方(... 采用气相渗氢法制备了SZA-4合金预渗氢样品,通过高压釜腐蚀实验研究了锆合金中氢化锆的氧化行为。结果表明:在氧化膜/金属(O/M)界面附近金属基体中较大张应力的作用下,基体中已存在的氢化锆发生应力再取向,近似平行于O/M界面的面心立方(fcc)结构的δ-ZrH1.66变为垂直于O/M界面的面心四方(fct)结构的ε-ZrH2。ε-ZrH2氧化速度比α-Zr基体快,氧化为单斜ZrO2(m-ZrO2)。 展开更多
关键词 金属材料 氢化 氧化 应力再取向
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热处理温度对溶胶-凝胶法制备ZrH(1.8)表面氧化锆膜层的影响 被引量:1
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作者 闫彦同 陈伟东 +3 位作者 范秀娟 王志刚 白宾 徐志高 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2017年第6期1723-1726,共4页
采用溶胶-凝胶法制备锆的醇盐,以锆的醇盐为前驱体涂在氢化锆表面制备氧化锆膜层以防止氢化锆中氢析出。研究了热处理温度对氧化锆膜层的物相组成、形貌及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线... 采用溶胶-凝胶法制备锆的醇盐,以锆的醇盐为前驱体涂在氢化锆表面制备氧化锆膜层以防止氢化锆中氢析出。研究了热处理温度对氧化锆膜层的物相组成、形貌及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)分析测试了氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌及相结构。通过真空脱氢实验对膜层的阻氢性能进行评估。结果表明,热处理温度在600℃以上时,可以在氢化锆表面获得致密并连续的氧化锆膜层;氧化锆膜层的阻氢因子PRF(permeation reduction factor)值随着热处理温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,当热处理温度为600℃时获得氧化锆膜层的阻氢因子最高,为8.6;氧化锆膜层主要由四方相氧化锆T-ZrO2和单斜相氧化锆M-ZrO2组成,并以单斜相氧化锆M-ZrO2为主。 展开更多
关键词 氢化 溶胶-凝胶法 氧化膜层 PRF值
氢化锆表面多元复合膜层制备和研究
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作者 闫国庆 陈洋 +4 位作者 彭家庆 吴明 张建东 张顺利 王力军 《稀有金属材料与工程》 CSCD 北大核心 2017年第12期3838-3842,共5页
采用尿素高温分解产生的氧化性气氛在氢化锆表面制备多元复合膜层。利用XRD、SEM、EDS、XPS、AES等分析测试手段对氢化锆表面膜层的相结构、截面形貌、元素成分及价态进行性能表征。物相分析结果表明膜层主要有氧化锆相和Zr N相,且氧化... 采用尿素高温分解产生的氧化性气氛在氢化锆表面制备多元复合膜层。利用XRD、SEM、EDS、XPS、AES等分析测试手段对氢化锆表面膜层的相结构、截面形貌、元素成分及价态进行性能表征。物相分析结果表明膜层主要有氧化锆相和Zr N相,且氧化锆相由单斜相(m-ZrO2)和四方相(t-ZrO2)组成。扫描电镜形貌分析表明原位生长氧化物膜层致密,膜层与氢化锆基体结合紧密。俄歇电子能谱结果表明膜层由C、N、O、Zr元素组成,并具有明显的分层现象,膜层由外向内分为富(C/N)层及富O层,随膜层表面溅射时间增加,O、Zr元素相对含量明显增加,C、N元素相对含量明显降低。X射线光电子能谱分析表明多元复合膜层存在Zr-O、Zr-C、Zr-N-O、Zr-N、O-H等键。 展开更多
关键词 氢化 多元复合膜层 尿素分解 SEM XPS
热处理气氛对Sol-Gel法在ZrH1.8表面制备氧化锆膜层的影响 被引量:2
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作者 闫彦同 陈伟东 +3 位作者 白宾 鞠红民 张舒嘉 徐志高 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期179-183,共5页
采用溶胶凝胶技术,以正丙醇锆为前驱体,在氢化锆表面制备氧化锆防氢渗透层。研究了当热处理温度为600℃时,不同热处理气氛对溶胶凝胶法制备的氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌、物相组成以及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)... 采用溶胶凝胶技术,以正丙醇锆为前驱体,在氢化锆表面制备氧化锆防氢渗透层。研究了当热处理温度为600℃时,不同热处理气氛对溶胶凝胶法制备的氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌、物相组成以及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)和涡流测厚仪分别测试了氧化锆膜层的截面形貌、表面形貌、相结构及厚度。利用真空脱氢实验对膜层的阻氢性能进行评估。研究结果表明,当热处理气氛中有氧存在时,可在氢化锆表面制得连续、致密的氧化锆膜层;而当热处理气氛中无氧存在时,所制备的氧化锆膜层不连续、均匀性差。热处理气氛中有氧时制备的氧化锆膜层的阻氢效果较无氧时要好,膜层厚度为10.1μm,渗透降低因子(PRF)值为8.4。而不同热处理气氛对氧化锆膜层的物相组成没有显著影响,膜层主要由单斜相氧化锆M-ZrO2和四方相氧化锆TZrO2组成,并以单斜相氧化锆M-ZrO2为主。 展开更多
关键词 溶胶凝胶法 氢化 防氢渗透涂层 热处理气氛
溶胶的滴加次序对Zr-Al复合薄膜性能的影响 预览
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作者 耿艳花 陈伟东 +3 位作者 俎璐璐 闫淑芳 鞠红民 赵丽 《材料导报》 CSCD 北大核心 2017年第A02期293-295,共3页
采用溶胶-凝胶法,以硝酸氧锆、异丙醇铝为前驱体,通过浸渍提拉法在氢化锆表面制备Zr-Al复合薄膜。借助场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)等测试手段对复合薄膜的截面形貌、表面形貌、相结构等进行分... 采用溶胶-凝胶法,以硝酸氧锆、异丙醇铝为前驱体,通过浸渍提拉法在氢化锆表面制备Zr-Al复合薄膜。借助场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)等测试手段对复合薄膜的截面形貌、表面形貌、相结构等进行分析和表征。结果表明,以勃姆石溶胶滴加草酸氧锆溶胶所形成的混合溶胶稳定性较好,在氢化锆表面所形成的Zr-Al复合薄膜更加均匀、连续、致密,复合薄膜的厚度约4μm。溶胶的滴加次序对复合薄膜的相组成没有显著影响,复合薄膜主要由C-AlZr3和C-ZrO2组成。晶型稳定剂氧化铝的加入抑制了氧化锆的相变。 展开更多
关键词 溶胶-凝胶法 氢化 滴加次序 复合薄膜 晶型稳定剂
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碳酰胺与氢化锆高温下原位反应层的AES/XPS分析
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作者 闫国庆 陈洋 +2 位作者 吴明 彭家庆 王力军 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3302-3305,共4页
采用碳酰胺高温分解产生含C、O、N源与氢化锆原位反应制备阻氢渗透层,借助俄歇电子能谱(AES)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对阻氢渗透层元素成分及深度、键态进行分析。AES结果表明:氢化锆表面原位反应层由C、N、O、Zr元素组成,随... 采用碳酰胺高温分解产生含C、O、N源与氢化锆原位反应制备阻氢渗透层,借助俄歇电子能谱(AES)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对阻氢渗透层元素成分及深度、键态进行分析。AES结果表明:氢化锆表面原位反应层由C、N、O、Zr元素组成,随溅射时间增加,O、Zr元素含量增加,C、N元素含量降低。原位反应层厚度约3.4μm,其中含N、C层深度约150 nm。氢化锆表面阻氢渗透层XPS分析表明,表面层存在ZrO2,同时有Zr-OH、Zr-N、C-H、N-H键。氢在扩散过程中被C、O、N捕获表明含C、O、N的氢化锆表面原位反应层对氢的渗透有一定的阻碍作用。 展开更多
关键词 氢化 阻氢渗透层 碳酰胺 XPS AES
氢化锆的使用性能研究现状 预览 被引量:1
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作者 付晓刚 《科技传播》 2016年第17期195-,204共2页
氢化锆是作为固体慢化材料在热堆和快堆中均有广泛应用。在使用过程中,氢化锆的高温释氢行为和中子辐照性能一直是最受关注的两个研究问题。本文介绍了氢化锆相图、高温释氢行为和中子辐照下尺寸形变的一些研究结果 ,介绍了不同氢含量的... 氢化锆是作为固体慢化材料在热堆和快堆中均有广泛应用。在使用过程中,氢化锆的高温释氢行为和中子辐照性能一直是最受关注的两个研究问题。本文介绍了氢化锆相图、高温释氢行为和中子辐照下尺寸形变的一些研究结果 ,介绍了不同氢含量的δ-氢化锆和ε-氢化锆的应用现状。 展开更多
关键词 氢化 高温释氢 中子辐照
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氢化锆高温氢释放的阻止方法研究 预览
16
作者 马浩然 付晓刚 秦博 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2023-2026,共4页
氢化锆作为空间堆中的慢化剂,使用温度在650℃以上,H/Zr原子数比(H/Zr)在1.85左右的氢化锆会面临严重的氢释放风险,导致慢化能力下降,因而必须找到阻止其高温氢释放的方法。二氧化锆是一种潜在的阻止氢渗透的材料。通过设计氢释放对... 氢化锆作为空间堆中的慢化剂,使用温度在650℃以上,H/Zr原子数比(H/Zr)在1.85左右的氢化锆会面临严重的氢释放风险,导致慢化能力下降,因而必须找到阻止其高温氢释放的方法。二氧化锆是一种潜在的阻止氢渗透的材料。通过设计氢释放对照实验,并利用X射线衍射(XRD)方法对氢释放实验前后氢化锆样品的H/Zr实现连续监测,验证阻氢方法是否有效。结果表明,在650℃下保温120h,普通的氢化锆样品及预氧化的氢化锆样品均发生了较严重的氢释放,H/Zr从1.85下降到1.66附近,且后者表面处还生成了Zr3O;而经过预氧化的氢化锆样品,在氦气和二氧化碳混合气氛下保温,其氢释放现象并不明显。由此可说明,氧化性的二氧化碳气氛能为二氧化锆提供支持,从而保证了较好的阻氢效果。 展开更多
关键词 氢化 氢释放 H/Zr原子数比 二氧化 二氧化碳
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氢化锆慢化熔盐堆钍铀转换性能初步分析 被引量:2
17
作者 吴攀 蔡翔舟 +2 位作者 余呈刚 陈金根 徐刚 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期88-94,共7页
中子能谱对钍基燃料在熔盐堆中的利用效率及温度反馈系数等安全问题有较大影响,所以对熔盐堆新型慢化剂的研究具有重要意义。本工作基于 SCALE6计算程序,对不同几何栅元结构的氢化锆栅元组件在熔盐堆的物理性能进行了研究,分别计算... 中子能谱对钍基燃料在熔盐堆中的利用效率及温度反馈系数等安全问题有较大影响,所以对熔盐堆新型慢化剂的研究具有重要意义。本工作基于 SCALE6计算程序,对不同几何栅元结构的氢化锆栅元组件在熔盐堆的物理性能进行了研究,分别计算了中子能谱、钍铀转换比、233U 浓度、总温度反馈系数以及燃耗等中子物理参量。结果表明,减小六边形栅元对边距或者增加熔盐占栅元体积比可以增加钍铀转换比和改善温度反应性系数;当加入的氢化锆慢化剂体积份额为0.1时就可以将熔盐堆233U初始浓度降低到2.5×10^2以内;氢化锆慢化熔盐堆在超热谱条件下,其233U初装载量和超铀核素产量较小,同时堆芯较为紧凑。 展开更多
关键词 氢化 熔盐堆 钍铀转化性能 233U装载量
有机硅溶胶各组分含量对ZrH1.8表面涂层性能的影响
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作者 吴明 陈洋 +3 位作者 彭家庆 闫国庆 孙玉璞 王力军 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1145-1153,共9页
以硅酸乙酯(TEOS)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、异丙醇(IPA)和去离子水(H2O)为主要原料制备有机硅溶胶,并采用溶胶-凝胶技术在氢化锆(ZrH1.8)表面制备了溶胶涂层。热失重-差热分析(DSC—TGA)显示,经180℃干燥或600℃烧结... 以硅酸乙酯(TEOS)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、异丙醇(IPA)和去离子水(H2O)为主要原料制备有机硅溶胶,并采用溶胶-凝胶技术在氢化锆(ZrH1.8)表面制备了溶胶涂层。热失重-差热分析(DSC—TGA)显示,经180℃干燥或600℃烧结处理,涂层物质分别处于阶段稳定状态。通过单因素实验,考察溶胶各组分含量对溶胶粘度的影响,结合单次浸渍提拉涂层样品经180℃干燥和600℃烧结处理后增重率(WGR)及形貌变化,筛选出氢化锆表面制备涂层溶胶各组分最佳摩尔配比为nTEOS:nA171:nPA:nH2O=1:1:5:nH2O(nH2O=4.0~8.0),在此条件下所制备的溶胶,粘度范围为4.2~4.8mPa·S,180℃干燥涂层样品增重率范围为0.10%~0.12%,涂层表面均匀无裂纹,涂层厚度约为0.8~1.0μm;600℃烧结涂层样品增重率范围为0.16%~0.18%,涂层表面存在微裂纹,但无明显崩落,烧结过程伴随涂层致密化,涂层厚度约为0.6μm。 展开更多
关键词 溶胶-凝胶 有机硅溶胶 涂层 氢化 形貌
Na2SiO3溶液体系ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的研究
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作者 王志刚 陈伟东 +2 位作者 闫淑芳 范秀娟 徐志高 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期718-722,共5页
在Na2Si O3+Na OH+Na2EDTA体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化处理获得Zr O2陶瓷层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、电子能谱(EDS)仪,分析了陶瓷层的表面形貌、截面形貌、相结构及陶瓷层的元素分布。结果表明:... 在Na2Si O3+Na OH+Na2EDTA体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化处理获得Zr O2陶瓷层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、电子能谱(EDS)仪,分析了陶瓷层的表面形貌、截面形貌、相结构及陶瓷层的元素分布。结果表明:在硅酸盐体系中,通过恒压模式在Zr H1.8表面制得膜厚约为45m的Zr O2陶瓷膜,膜层分为过渡层、致密层和疏松层。EDS结果表明:微弧氧化陶瓷层中除基体元素Zr及溶液元素O外,未发现Si、Na等溶液元素的出现,说明Si O2-3、Na+等没有参与反应;在硅酸盐体系中Zr H1.8表面微弧氧化陶瓷层主要由M-Zr O2、T-Zr O2及C-Zr O2构成,M-Zr O2约90%。 展开更多
关键词 氢化 微弧氧化 硅酸盐 阻氢渗透
硅酸盐体系负向电压对氢化锆表面微弧氧化膜的影响 被引量:3
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作者 闫淑芳 刘向东 +2 位作者 陈伟东 王志刚 徐志高 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期902-907,共6页
采用WHD-30型双向交流脉冲电源对氢化锆表面进行微弧氧化处理,研究了负向电压对氢化锆表面微弧氧化膜的厚度、表面形貌、截面形貌、相结构及阻氢性能的影响。实验选取电解液体系为Na2SiO3-NaOH-Na2EDTA体系,正向电压为350V,电源频率为20... 采用WHD-30型双向交流脉冲电源对氢化锆表面进行微弧氧化处理,研究了负向电压对氢化锆表面微弧氧化膜的厚度、表面形貌、截面形貌、相结构及阻氢性能的影响。实验选取电解液体系为Na2SiO3-NaOH-Na2EDTA体系,正向电压为350V,电源频率为200Hz,氧化时间为20min;氢化锆表面微弧氧化膜的阻氢性能采用真空脱氢实验进行测试。研究结果表明:负向电压在120~160V范围内变化时,氢化锆表面微弧氧化膜的厚度在30~90μm范围内,氧化膜的厚度随着负向电压的升高而增大。氧化膜外部为疏松层,存在孔洞和裂纹缺陷,氧化膜内部为致密层,与基体结合紧密,无孔洞和裂纹缺陷。氧化膜相结构由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和四方相氧化锆(T-ZrO1.88)构成,并以单斜相氧化锆(M-ZrO2)为主。负向电压升高有利于增大氧化膜致密层的厚度,进而提高氧化膜的阻氢能力。当负向电压为160V时,氧化膜的阻氢能力最高,氢渗透降低因子(PRF,permeationreductionfactor)值达到10.4。 展开更多
关键词 氢化 微弧氧化 负向电压 氧化膜
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