脉冲离子束致氘钛膜的损伤特性研究
发布时间：2021-05-17 01:05
靶是中子发生器的关键部件,其中子产额与靶性能的稳定性密切相关,探索离子束对靶性能的影响因素及其影响程度是提高强流中子发生器使用寿命的基本物理问题,也是强流中子发生器优化设计和可持续发展的迫切需要。本文主要针对束靶相互作用过程中的关键物理现象,研究基于（d,T）或（d,D）型中子发生器中的束靶相互作用过程,主要讨论极端束流条件下离子束对氘钛膜热损伤和辐射损伤方面影响的变化规律。通过开展脉冲离子束致氘钛膜损伤特性的实验研究,揭示了束流对氘钛膜表面形貌、物相结构、辐照缺陷方面影响的变化规律,并结合束靶相互作用的热-力耦合效应与辐射损伤效应的数值建模,进一步探明束靶相互作用过程中的物理机制。其主要结论可归纳成以下几点：1、研究了脉冲离子束致氘钛膜表面形貌的变化特点,获得了脉冲离子束致膜表面形貌变化的规律。通过分别采用能量密度为0.1J/cm2、0.3J/cm2和0.5J/cm2的脉冲离子束逐次辐照氘钛膜后发现：0.1J/cm2条件下,氘钛膜表面晶粒在20次辐照后,存在较为明显的平整化趋势；0.3J/cm2条件下,随着辐照次数的增加表面晶粒存在着细化趋势和轻微的重熔；能量密度达到0.5J/cm2...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 钛氢化物的特性
1.3 束靶相互作用的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 束靶相互作用的实验研究方法
1.4 研究内容及技术途径
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术途径
第二章 实验材料及实验装置
2.1 实验材料
2.2 实验装置
2.3 实验方法
第三章 脉冲离子束致氘钛膜热力耦合效应规律的研究
3.1 束流辐照对氘钛膜表面形貌的影响
3.1.1 束流能量密度对氘钛膜表面形貌的影响
3.1.2 束流辐照次数对氘钛膜表面形貌的影响
3.2 脉冲束流对氘钛膜横截面形貌的影响
3.3 束流辐照对氘钛膜力学性能的影响
3.3.1 束流辐照对氘钛膜残余应力的影响
3.3.2 束流辐照对氘钛膜面摩擦力的影响
3.3.3 束流辐照对氘钛膜划痕形貌特征的影响
3.3.4 束流辐照对氘钛膜表面显微硬度的影响
3.4 脉冲束流作用下氘钛膜内温度-应力场变化规律的数值研究
3.4.1 温度场的计算
3.4.2 应力场的计算
3.5 脉冲束流作用下氘钛膜择优熔化规律的数值研究
3.5.1 择优熔化现象的数值验证
3.5.2 脉冲时间和微凸热扩散高度对择优熔化程度的影响
3.6 小结
第四章 脉冲离子束致氘钛膜晶体结构和化学成分变化规律的研究
4.1 脉冲束流作用下氘钛膜物相结构的变化规律
4.2 脉冲束流作用下氘钛膜元素成分的变化规律
4.3 小结
第五章 脉冲离子束致氘钛膜缺陷结构变化规律的研究
5.1 慢正电子湮没多普勒展宽实验数据的处理
5.2 氘钛膜的氢致缺陷现象
5.3 氘钛膜的辐照缺陷特性变化规律
5.4 小结
第六章 结论
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子源及厚靶参数对氘氚反应中子源中子产额的影响[J]. 杨振,龙继东,蓝朝晖,董攀,彭宇飞,石金水. 核技术. 2012(08)
[2]D+离子束和自成型钛靶的作用特性研究[J]. 王博宇,向伟,戴晶怡,谈效华,程亮,陈磊,徐进章,陈熙萌,姚泽恩,郭志强. 稀有金属材料与工程. 2011(06)
[3]D+离子束轰击时间对氘钛靶特性的影响[J]. 王博宇,向伟,戴晶怡,谈效华,程亮,陈磊,秦秀波. 物理学报. 2011(04)
[4]D+离子束辐照对Ti膜的影响[J]. 王博宇,向伟,谈效华,戴晶怡,程亮,秦秀波. 金属学报. 2010(07)
[5]氧化层厚度对氘氚中子产额影响研究[J]. 刘文科,曹小华,彭述明,龙兴贵,杨本福,罗顺忠,王维笃,程贵钧. 核技术. 2007(08)
[6]钍资源的核能利用问题探讨[J]. 顾忠茂. 核科学与工程. 2007(02)
[7]钛-氢体系的物理化学性质[J]. 黄刚,曹小华,龙兴贵. 材料导报. 2006(10)
[8]0.8 MeV单能中子照射洋葱萌发种子后在根尖细胞中诱发微核的相对生物效能[J]. 张文艺,焦玲,星正治. 辐射防护. 2006(03)
[9]纯Ti吸放氢过程研究[J]. 张滨,郑华,刘实,王隆保. 原子能科学技术. 2005(06)
[10]离子溅射对氚钛靶寿命的影响[J]. 姚泽恩,陈尚文,董明义,贾文宝,关永超. 原子能科学技术. 2003(01)
博士论文
[1]强流脉冲离子束特性及其烧蚀作用的实验研究[D]. 朱小鹏.大连理工大学 2003
本文编号：3190763
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 钛氢化物的特性
1.3 束靶相互作用的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 束靶相互作用的实验研究方法
1.4 研究内容及技术途径
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术途径
第二章 实验材料及实验装置
2.1 实验材料
2.2 实验装置
2.3 实验方法
第三章 脉冲离子束致氘钛膜热力耦合效应规律的研究
3.1 束流辐照对氘钛膜表面形貌的影响
3.1.1 束流能量密度对氘钛膜表面形貌的影响
3.1.2 束流辐照次数对氘钛膜表面形貌的影响
3.2 脉冲束流对氘钛膜横截面形貌的影响
3.3 束流辐照对氘钛膜力学性能的影响
3.3.1 束流辐照对氘钛膜残余应力的影响
3.3.2 束流辐照对氘钛膜面摩擦力的影响
3.3.3 束流辐照对氘钛膜划痕形貌特征的影响
3.3.4 束流辐照对氘钛膜表面显微硬度的影响
3.4 脉冲束流作用下氘钛膜内温度-应力场变化规律的数值研究
3.4.1 温度场的计算
3.4.2 应力场的计算
3.5 脉冲束流作用下氘钛膜择优熔化规律的数值研究
3.5.1 择优熔化现象的数值验证
3.5.2 脉冲时间和微凸热扩散高度对择优熔化程度的影响
3.6 小结
第四章 脉冲离子束致氘钛膜晶体结构和化学成分变化规律的研究
4.1 脉冲束流作用下氘钛膜物相结构的变化规律
4.2 脉冲束流作用下氘钛膜元素成分的变化规律
4.3 小结
第五章 脉冲离子束致氘钛膜缺陷结构变化规律的研究
5.1 慢正电子湮没多普勒展宽实验数据的处理
5.2 氘钛膜的氢致缺陷现象
5.3 氘钛膜的辐照缺陷特性变化规律
5.4 小结
第六章 结论
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子源及厚靶参数对氘氚反应中子源中子产额的影响[J]. 杨振,龙继东,蓝朝晖,董攀,彭宇飞,石金水. 核技术. 2012(08)
[2]D+离子束和自成型钛靶的作用特性研究[J]. 王博宇,向伟,戴晶怡,谈效华,程亮,陈磊,徐进章,陈熙萌,姚泽恩,郭志强. 稀有金属材料与工程. 2011(06)
[3]D+离子束轰击时间对氘钛靶特性的影响[J]. 王博宇,向伟,戴晶怡,谈效华,程亮,陈磊,秦秀波. 物理学报. 2011(04)
[4]D+离子束辐照对Ti膜的影响[J]. 王博宇,向伟,谈效华,戴晶怡,程亮,秦秀波. 金属学报. 2010(07)
[5]氧化层厚度对氘氚中子产额影响研究[J]. 刘文科,曹小华,彭述明,龙兴贵,杨本福,罗顺忠,王维笃,程贵钧. 核技术. 2007(08)
[6]钍资源的核能利用问题探讨[J]. 顾忠茂. 核科学与工程. 2007(02)
[7]钛-氢体系的物理化学性质[J]. 黄刚,曹小华,龙兴贵. 材料导报. 2006(10)
[8]0.8 MeV单能中子照射洋葱萌发种子后在根尖细胞中诱发微核的相对生物效能[J]. 张文艺,焦玲,星正治. 辐射防护. 2006(03)
[9]纯Ti吸放氢过程研究[J]. 张滨,郑华,刘实,王隆保. 原子能科学技术. 2005(06)
[10]离子溅射对氚钛靶寿命的影响[J]. 姚泽恩,陈尚文,董明义,贾文宝,关永超. 原子能科学技术. 2003(01)
博士论文
[1]强流脉冲离子束特性及其烧蚀作用的实验研究[D]. 朱小鹏.大连理工大学 2003
本文编号：3190763
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3190763.html
