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超临界二氧化碳环境中600合金和304不锈钢的均匀腐蚀行为研究
1
作者 刘珠 龙家琛 +5 位作者 郭相龙 苏豪展 王鹏 段振刚 马赵丹丹 张乐福 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期89-96,共8页
为遴选可用于超临界二氧化碳核反应堆的结构材料,通过实验研究了应用于传统核反应堆中的两种合金(600合金和304不锈钢)在650℃、20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为,运用增重法评价了材料的腐蚀动力学规律,采用扫描电镜、能谱... 为遴选可用于超临界二氧化碳核反应堆的结构材料,通过实验研究了应用于传统核反应堆中的两种合金(600合金和304不锈钢)在650℃、20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为,运用增重法评价了材料的腐蚀动力学规律,采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了氧化膜形貌、结构和化学成分。结果表明,两种材料的腐蚀增重均服从抛物线生长规律,其中600合金的耐腐蚀性能优于304不锈钢;腐蚀500 h后,600合金表面氧化物厚度约为5μm,主要成分为NiCr_(2)O_(4),结构致密,具有保护性,其氧化膜及基体中均未发现明显渗碳行为;腐蚀500 h后,304不锈钢表面氧化膜可达约45μm,为双层结构,外层为Fe_(3)O_(4),内层为NiFeCrO_(4),结构疏松,发生显著渗碳现象。本研究揭示了上述材料在超临界二氧化碳中的腐蚀机理,为超临界二氧化碳核反应堆结构材料的选择提供了数据支持。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 600合金 304不锈钢 均匀腐蚀 渗碳
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二氧化铀基事故容错燃料芯块研究进展 被引量：2
2
作者 高瑞 杨振亮 +7 位作者 李冰清 黄华伟 马赵丹丹 程亮 贾建平 褚明福 刘彤 张鹏程 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期58-67,共10页
福岛核事故之后,现有核电站面对重大事故的固有安全性不足还是引起了世界核能研究领域的高度重视,事故容错燃料(accident tolerant fuel,ATF)的概念也由此产生。事故容错燃料能够在较长时间内抵抗冷却剂丧失事故,还能保持或提高正常工... 福岛核事故之后,现有核电站面对重大事故的固有安全性不足还是引起了世界核能研究领域的高度重视,事故容错燃料(accident tolerant fuel,ATF)的概念也由此产生。事故容错燃料能够在较长时间内抵抗冷却剂丧失事故,还能保持或提高正常工况下的性能。考虑到二氧化铀(UO_2)是目前在核反应堆中得到大规模应用的核燃料,在不影响UO_2中子特性的前提下提高其热导率成为近期最有可能得到应用的技术。因此,在众多事故容错燃料体系中,UO2基事故容错燃料成为目前研究的重点。主要针对目前UO_2基事故容错燃料芯块的研究进展进行了综述。 展开更多
关键词 事故容错燃料 反应堆 核电安全 热导率 二氧化铀
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多弧离子镀制备的耐事故燃料包壳铬涂层晶粒结构研究
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作者 刘绍强 宫文娟 +6 位作者 马赵丹丹 陈寰 王静 张瑞谦 邹宇 杨吉军 展长勇 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期137-146,共10页
本文通过从几十微米到几埃的多尺度表征展示了多弧离子镀制备铬涂层的详细结构.经XRD,SEM,FIB,TEM和HRTEM表征,结果显示该涂层是一种多重结构,包括表面上的微米级颗粒、缺陷带钉扎的微米或次微米级液滴、以堆垛层错为晶界的柱状晶、以... 本文通过从几十微米到几埃的多尺度表征展示了多弧离子镀制备铬涂层的详细结构.经XRD,SEM,FIB,TEM和HRTEM表征,结果显示该涂层是一种多重结构,包括表面上的微米级颗粒、缺陷带钉扎的微米或次微米级液滴、以堆垛层错为晶界的柱状晶、以刃位错和螺型位错为区分的微晶、位错末端的原子畸变以及原子排列无序化的区域.这些结构通过改变涂层的结晶度,影响了晶格常数、表面粗化和FIB溅射裂纹.此外,通过分析HTEM照片,确定了这些堆垛层错和位错的类型.最后,讨论了沉积参数对这些晶粒结构的影响. 展开更多
关键词 涂层 铬 多弧离子镀 晶粒 微观结构
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含铝奥氏体耐热钢在超临界二氧化碳中的腐蚀行为 被引量：1
4
作者 马赵丹丹 丛硕 +4 位作者 陈勇 郭相龙 张瑞谦 刘珠 张弦 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期101-107,共7页
研究了20Cr-25Ni合金和一种新型结构材料含铝的奥氏体耐热钢(AFA钢)在600℃/20 MPa的超临界二氧化碳(S-CO_(2))环境中的腐蚀行为,并对2种合金的氧化膜形貌、成分和结构进行分析。研究发现,20Cr-25Ni合金出现明显的腐蚀增重增长趋势,表... 研究了20Cr-25Ni合金和一种新型结构材料含铝的奥氏体耐热钢(AFA钢)在600℃/20 MPa的超临界二氧化碳(S-CO_(2))环境中的腐蚀行为,并对2种合金的氧化膜形貌、成分和结构进行分析。研究发现,20Cr-25Ni合金出现明显的腐蚀增重增长趋势,表现出“抛物线”上升规律;AFA钢腐蚀增重趋势缓慢,腐蚀1000 h后仅为2.11 mg/dm^(2)。20Cr-25Ni合金表面出现粗大的氧化产物,随腐蚀时间延长,AFA钢的氧化膜始终保持致密、连续。通过氧化膜的截面形貌分析发现,20Cr-25Ni合金腐蚀后具有两层氧化膜结构,主要由Fe_(3)O_(4)和FeCr_(2)O_(4)氧化层以及少量尖晶石组成。而AFA钢中出现了3层氧化膜结构,中间和最内层分别为Cr_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)氧化膜,最外层分布了一层不连续的FeCr_(2)O_(4)尖晶石氧化物。由于形成了致密的Al_(2)O_(3)氧化膜,AFA钢的抗腐蚀性能大幅提升。 展开更多
关键词 含铝奥氏体耐热钢(AFA钢) 超临界二氧化碳(S-CO_(2)) 均匀腐蚀 铝氧化膜
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离散分布对惰性基弥散燃料传热的影响研究
5
作者 卢志威 杨振亮 +3 位作者 马赵丹丹 温建 李雷 刘马林 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期682-688,共7页
惰性基弥散燃料芯块(inert matrix dispersion pellet,简称IMDP)相比传统的UO_2燃料热导率显著提升。目前已经完成模拟IMDP的制备工艺摸索,制备获得的模拟IMDP性能良好。结合制备工艺优化需求,研究TRISO颗粒分布形式及其离散化对IMDP燃... 惰性基弥散燃料芯块(inert matrix dispersion pellet,简称IMDP)相比传统的UO_2燃料热导率显著提升。目前已经完成模拟IMDP的制备工艺摸索,制备获得的模拟IMDP性能良好。结合制备工艺优化需求,研究TRISO颗粒分布形式及其离散化对IMDP燃料传热性能的影响。结果表明:稳态运行工况下,IMDP的峰值温度显著低于UO_(2)芯块;采用均匀化假设的有效热导率计算IMDP温度分布时,需额外考虑TRISO颗粒离散化造成的惩罚;TRISO颗粒封装百分比一定时,其离散分布形式对IMDP芯块的有效热导率没有影响,但会影响芯块的峰值温度。 展开更多
关键词 事故容错 惰性基 核燃料 传热
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