国家教育部博士点基金(20121010010)
- 作品数：4 被引量：31H指数：3
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- HTGR包覆燃料颗粒碳化硅层细晶化研究被引量：4
- 2015年
- 高温气冷堆(HTGR)是能适应未来能源市场的第四代先进核反应堆堆型之一,其固有安全性的第一道保障是使用的TRISO型包覆燃料颗粒。在TRISO型燃料颗粒4层包覆结构中,SiC包覆层是承受包覆燃料颗粒内压和阻挡裂变产物释放的关键层,制备高质量SiC包覆层是核燃料领域中的重大问题和关键技术之一。本文介绍高温气冷堆燃料颗粒的基本结构,详述制备SiC包覆层的流化床-化学气相沉积过程,提出SiC层细晶化这一研究方向,并系统阐述包覆燃料颗粒SiC包覆层细晶化的优势。在细晶化SiC材料制备方法方面,系统分析SiC粉体、陶瓷、薄膜和厚膜材料的研究现状,并结合本实验室前期研究成果提出制备细晶SiC包覆层的可行制备策略。
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- 关键词：高温气冷堆包覆燃料颗粒碳化硅细晶化
- 1400℃空气条件下SiC包覆层氧化机理分析被引量：3
- 2012年
- 在工业规模大内径喷射流化床内通过化学气相沉积法制备包覆燃料颗粒SiC包覆层,进行反应堆空气进入(AI)模拟工况1400℃氛围下3.5 h高温氧化实验,并采用高分辨扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)对SiC材料氧化前后表面及断面进行表征分析。结果表明,开始时SiC包覆层微米级的SiC细小晶体结构非常清晰,在高温时SiC细小晶体结构逐渐被氧化形成玻璃状光滑的Si氧化物,该玻璃状氧化物会阻止氧的扩散渗入,保护SiC包覆层以避免进一步氧化。由于SiC和Si的氧化物的膨胀系数和弹性模量不同,两者间存在层错应力,且Si的氧化物晶体化会导致氧化层体积变化,从而逐渐形成斑点状裂纹。随温度升高,氧又渗入裂纹的界面继续氧化,并且把形成的氧化层逐层剥离掉。SiC包覆层断面的分析表明,氧化层只有1μm左右,说明氧气的扩散和氧化过程非常缓慢。断面SEM分析发现,Si的氧化层和SiC包覆层之间有气孔存在并呈线性分布。EDS分析表明,剥离氧化层后的包覆层Si和C原子比不变,应具有同样的阻挡裂变气体的功能。
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- 关键词：包覆燃料颗粒
- 高温气冷堆包覆燃料颗粒制备的多尺度研究
- TRISO型包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的主要组成部分,其优良的结构和性能,是高温气冷堆的安全性的第一道保障。本文在前期研究基础上,重点讨论了包覆燃料制备过程中的基本问题,提出包覆燃料颗粒制备过程的多尺度研究思路,分...
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- 关键词：包覆燃料颗粒高温气冷堆
- 文献传递
- 流化床-化学气相沉积技术的应用及研究进展被引量：19
- 2016年
- 流化床-化学气相沉积(FB-CVD)技术是一种多学科交叉的材料制备技术,兼有流化床传热传质性能良好以及化学气相沉积均匀、产物单一等优点,在工业生产中有着广泛的应用,但因其属于交叉学科,散见于各种研究,没有进行专门的进展评述。本文拟对FB-CVD的工业应用进行专题综述,分析其发展和研究趋势。首先探讨了FB-CVD的基本原理,分别综述了其在颗粒包覆、一维纳米材料、多晶硅制备、颗粒表面改性及粉体制备等方面的应用,介绍了FB-CVD的过程模拟及反应器结构优化方面的研究进展。通过以上讨论,梳理了FB-CVD研究的科学内涵。可以看出,该过程具有明显的多尺度特征,即材料制备的微观层次、颗粒流化均匀性的介观层次以及反应器结构设计的宏观尺度。总结得出:FB-CVD技术的未来发展取决于3个尺度的耦合分析,其研究重点也应关注尺度间的相互影响效应,如材料制备的均相成核、非均相成核和颗粒流化及运动规律的相互耦合等。
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- 化工流化床技术在铀燃料循环工业中的应用被引量：10
- 2013年
- 阐述了化工流化床技术在铀燃料循环工业各个过程中的具体应用,包括铀矿石浸析、铀化学转化、铀同位素富集、水堆燃料元件制备、高温气冷堆燃料元件制造、乏燃料后处理、铀燃料工业三废处理以及新型流化床核反应堆概念设计等过程。概述了各种应用流化床的类型和构造,结合具体应用过程评价了各种流化床的设计特性和优缺点,展望了流化床技术在铀燃料循环工业中的未来发展方向和广阔应用前景。指出必须结合我国核电快速发展的新趋势和新要求,加大针对铀燃料工业中的流化床应用技术研究,特别是气固流化床的基础研究工作。
- 刘马林
- 关键词：流化床燃料元件水堆高温气冷堆
