氘在C及C-Si射频溅射共沉积层中的滞留特性研究

发布时间：2021-12-16 12:12

　　核聚变等离子体与面壁材料之间存在复杂的相互作用,对第一壁材料有严格的多样要求,其中之一就是D、T在材料中的滞留量要低。而C碳材料因其独特良好性能,如低Z、高熔点(4043℃)、高热导、吸收截面小,与等离子体兼容性好,使碳材料成为一种十分有用的候选材料。而SiC材料具有良好的高温热导性、耐腐蚀、低密度,特别是辐照后低感生放射性等优点,使SiC晶体可工作在极端条件下(超高压、高温),如微电子光电材料,航天材料,核聚变面壁材料。本论文开展了对核聚变第一壁材料C及C—Si共沉积层中D的滞留行为的实验研究。采用射频磁控溅射方法,以纯石墨(99.99%)和晶体硅(110)作为靶材料,纯D2作为溅射气体,在C、Si基底上进行共沉积。通过改变沉积气体压强、基底温度来研究不同实验条件下,D在共沉积层中的滞留行为和共沉积层的性质。研究的共沉积层薄膜样品分为2类：①以纯石墨为靶材,在C、Si基底上制备出含D的碳薄膜；②以纯石墨和晶体硅(110)为混合靶材,在C、Si基底上制备出含D碳硅薄膜。采用多种分析方法协同研究共沉积层的性质及D的滞留行为：离子束分析方法(RBS、ERD)测定样品的厚度和D的深度分布,R...

【文章来源】： 复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 聚变反应堆面壁材料与等离子体的相互作用(PWI)
    1.3 PFMs的性能要求和选择
    1.4 C/Si-C材料在聚变中的应用
    1.5 H在PFMs中的滞留
    1.6 H同位素滞留的研究介绍
    1.7 选题依据和研究内容
第二章 样品的制备方法和表征手段
    2.1 样品的制备方法
        2.1.1 磁控溅射技术介绍
        2.1.2 制备条件
    2.2 样品的表征
        2.2.1 离子束分析方法(RBS、ERD)
        2.2.2 热脱附谱(TDS)
        2.2.3 拉曼光谱(Raman)和傅里叶变换红外显微光谱(FTIR)
        2.2.5 扫描电子显微镜(SEM)
第三章 含D碳-硅薄膜的制备及D的滞留特性研究
    3.1 引言
    3.2 样品的制备
    3.3 薄膜样品的结构分析
    3.4 样品的成分和D滞留分析
    3.5 薄膜样品的热脱附谱(TDS)
    3.6 SEM观测结果
    3.7 小结
第四章 含D的碳薄膜的制备和D的滞留研究
    4.1 含D的碳膜样品的制备
    4.2 离子束分析D的滞留
    4.3 小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展 [J]. 吕广宏,罗广南,李建刚.  中国材料进展. 2010(07)
[2]聚变堆中面向等离子体材料的研究进展 [J]. 张小锋,刘维良,郭双全,姜林文.  科技创新导报. 2010(03)
[3]掺杂石墨作为面对等离子体材料的应用研究 [J]. 刘占军,郭全贵,宋进仁,刘朗,陈俊凌,李建刚.  核聚变与等离子体物理. 2006(04)
[4]第一壁材料SiC/C功能梯度材料的制备 [J]. 武安华,曹文斌,李江涛,葛昌纯.  粉末冶金工业. 2001(01)
[5]含硼石墨中甲烷的热解吸行为研究 [J]. 刘翔,张斧,许增裕,谌继明.  核科学与工程. 1999(01)
[6]21 世纪主要能源展望 [J]. 王淦昌.  核科学与工程. 1998(02)



本文编号：3538114