C/C复合材料离子束辐照的微观结构表征

发布时间：2021-07-19 23:12

　　C/C复合材料具有优异的耐高温、耐腐蚀、抗辐照性能，使其在熔盐堆中具备良好的应用前景。在熔盐堆中，液态燃料的裂变产物会对熔盐堆结构材料造成辐照损伤，因此，需要研究裂变产物对C/C复合材料的辐照效应。然而目前对裂变产物辐照效应造成的C/C复合材料结构变化的研究较少。本文采用不同能量的离子束模拟裂变产物对C/C复合材料进行辐照研究，并利用扫描电子显微镜和拉曼光谱对辐照的C/C复合材料表面形貌特征和显微结构变化进行表征。本文首先对C/C复合材料辐照前后基体的表面形貌进行了研究，实验表明C/C复合材料经离子束辐照后产生各种缺陷结构。根据拉曼光谱分析，随着辐照剂量的增大，基体表面损伤增加，并形成无定形碳。通过扫描电子显微镜观察，辐照后基体表面产生一定数量的裂纹和孔洞，裂纹和孔洞的尺寸最大可接近微米量级。此外，实验表明较低能量的离子辐照可以对C/C复合材料基体表面产生更大的损伤。这是由于低能离子辐照C/C复合材料表面比高能离子辐照在表面能产生更多的缺陷，且低能离子辐照对C/C复合材料表面溅射效应比高能离子的大。本文对辐照前后C/C复合材料中炭纤维横截面及其周围热解炭的形貌进行了分析，结果表明围绕在... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 C/C 复合材料概述
        1.2.1 C/C 复合材料的制备工艺
        1.2.2 C/C 复合材料的微观结构
        1.2.3 C/C 复合材料的性能及应用
    1.3 C/C 复合材料辐照性能的研究现状
        1.3.1 中子辐照下的尺寸变化
        1.3.2 中子辐照下的力学性能变化
        1.3.3 中子辐照下的热导率变化
        1.3.4 离子束辐照研究
    1.4 本论文研究的目的及意义
第二章 实验材料和实验方法
    2.1 实验材料及样品制备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 样品制备
    2.2 SRIM 模拟计算
    2.3 表征方法
        2.3.1 扫描电子显微镜分析
        2.3.2 拉曼光谱分析
        2.3.3 X 射线衍射分析
    2.4 本章小结
第三章 Ar 离子辐照 C/C 复合材料基体的表面结构研究
    3.1 C/C 复合材料基体的表面形貌表征
    3.2 70KeV Ar 离子辐照下 C/C 复合材料基体的表面结构分析
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 实验结果与讨论
    3.3 500KeV 和 1MeV Ar 离子辐照下 C/C 复合材料基体的表面结构分析
        3.3.1 实验方法
        3.3.2 实验结果与讨论
    3.4 本章小结
第四章 Ar 离子辐照 C/C 复合材料炭纤维/热解炭的表面结构研究
    4.1 C/C 复合材料炭纤维/热解炭的表面形貌表征
        4.1.1 扫描电子显微镜分析
        4.1.2 拉曼光谱分析
    4.2 500KeV Ar 离子辐照下 C/C 复合材料炭纤维/热解炭的表面结构分析
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 实验结果与讨论
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
作者简历
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致谢



本文编号：3291619