低活化钢中微观缺陷捕获氢/氦行为的研究

发布时间：2023-05-25 01:24

　　低活化铁素体/马氏体钢具有较好的抗辐照肿胀性以及良好的机械性能已被列为是未来核聚变堆首选的结构材料,然而在能量高达14MeV的高能中子辐照和氢、氦效应的综合作用下,低活化钢的微观结构和力学性能发生急剧变化,特别是韧/脆转变温度上升。因此必须对低活化钢中微观缺陷捕获氢和氦行为开展深入的实验研究。本文以低活化钢及其主体材料Fe9Cr合金为研究对象,主要通过冷轧形变和离子辐照的方法引入微观缺陷,再采用离子注入的方式引入氢和氦,主要应用正电子湮没技术、透射电镜和热脱附质谱分析技术三种表征技术有机结合起来的方法,发挥各自的优点,深入研究Fe9Cr合金不同类型的微观缺陷捕获氢和氦行为。1、3 keV氦离子辐照和冷轧形变产生了空位和位错等缺陷,这些缺陷充当了氦原子的捕获点。氦从Fe9Cr中的位错和空位中脱附的温度分别是⁵40℃和205℃-478℃。用简单一级脱附模型算得氦在位错和空位处的脱附能为2.46 eV和1.84-2.06 eV。此外,所有样品的脱附谱中在⁸65℃处都出现了一个明显的脱附峰,这是因为Fe9Cr在该温度点由BBC相向FCC相发生转变,相...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 低活化铁素体/马氏体钢
        1.1.2 低活化钢中氢/氦行为的研究问题及现状
    1.2 本文研究内容及特点
        1.2.1 研究内容
        1.2.2 研究特点
第2章 实验样品处理及表征方法
    2.1 样品制备及热处理
        2.1.1 电化学抛光
        2.1.2 退火处理
        2.1.3 透射电镜样品制备
    2.2 离子注入实验
        2.2.1 离子注入装置
        2.2.2 离子注入实验参数
    2.3 表征方法及原理
        2.3.1 正电子湮没谱学技术
        2.3.2 热脱附谱仪
        2.3.3 透射电子显微镜
    2.4 微观缺陷的导入及表征
        2.4.1 位错缺陷的导入及表征
        2.4.2 重离子辐照导入缺陷及表征
第3章 辐照Fe9Cr合金中氢/氦居留和热脱附研究
    3.1 低能氦辐照Fe9Cr合金中氦的热脱附行为
        3.1.1 样品处理与实验过程
        3.1.2 实验结果与讨论
    3.2 TDS技术研究形变Fe9Cr样品中微观缺陷捕获He的行为
    3.3 材料中氢对氦热脱附的影响
    3.4 本章小结
第4章 慢正电子束研究RAFM钢中氢氦协同效应
    4.1 样品处理与实验过程
    4.2 实验结果与讨论
    4.3 本章小结
第5章 慢正电子符合多普勒展宽研究氦对正电子湮没处电子密度的影响
    5.1 样品制备与实验过程
    5.2 实验结果与讨论
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得学术成果



本文编号：3822662