致密热解碳层的混合气体包覆工艺研究

致密热解碳层是高温气冷堆包覆燃料颗粒的关键组成。该文介绍了在流化床包覆炉中采用丙烯（Ｃ３Ｈ６）和乙炔（Ｃ２Ｈ２）的混合气体作为反应体系的包覆工艺，以消除只用丙烯作为包覆气体时产生的热效应。讨论了包覆工艺参数（沉积温度、乙炔浓度等）对致密热解碳层的密度、沉积速率和碳利用率的影响，确定了制备致密热解碳层的最佳工艺条件。研究的结果在生产规模流化床包覆炉中得到了验证和实际应用。     

高温气冷堆包覆燃料颗粒破损率研究

包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的关键组成部分，是阻挡放射性裂变产物释放的主要屏障。包覆燃料颗粒的破损率是一项直接影响高温气冷堆运行安全特性的重要质量监控指标。采用燃烧－硝酸浸取法（在 ８５０ ℃空气中灼烧， ９ｈ； ９０ ℃， ７ｍｏｌ／Ｌ ＨＮＯ３， １０ｈ）对包覆燃料颗粒的破损率进行了测试研究。制定了测试流程，给出包覆燃料颗粒的自由铀含量与浸取时间的关系曲线，确定了最佳的试验温度、硝酸浓度和浸取时间等测试条件，并对６组包覆燃料颗粒破损率测试结果进行了分析讨论。     

喷动床多气体入口对燃料颗粒包覆工艺的影响

包覆燃料颗粒的制备是 10 MW高温气冷堆中的关键技术。论文介绍了一种用于生产包覆燃料颗粒的具有多气体入口的新颖喷动床 ,通过不同气体入口条件下的包覆试验 ,揭示了该喷动床具有包覆反应区向喷管区收缩的特点 ,该特点可使得包覆层更均匀 ,密度低 ,颗粒周期性循环对包覆层性能波动的影响减弱等等 ;同时该喷动床的喷动高度低 ,减少了颗粒因碰撞而导致的包覆层裂纹。因此 ,该喷动床适合于包覆燃料颗粒的制备     

高温气冷堆椭球形包覆燃料颗粒应力及破损率

包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的关键组元,在制备过程中,由于各种因素会产生非理想球型的包覆燃料颗粒。针对清华大学10 MW高温气冷堆(HTR-10)包覆燃料颗粒的结构,对典型的非理想球形包覆燃料颗粒建立了椭球模型,用薄壳理论计算了应力分布,用PANAMA程序计算了不同椭球长径比下的颗粒破损率。结果表明:椭球形颗粒的最大应力和破损率随椭球长径比增大而增大,与理想球形相比破损率提高了不到一个量级,仍小于10-8,因此,这对燃料元件来说是安全可靠的。     

《清华大学科学报告》目录与摘要

QH 79001(No。 12)内埋式振弦应变计的研制 王娴明 建筑工程系魏仁杰　建筑工程系杨念祖　建筑工程系 振弦应变计特别适合对结构物的长期监测以及埋入混凝土内部进行量测。 本文介绍了用于埋入混凝土内部的振弦式应变计的设计原理、V型振弦应变计各种力学性能的试验结果、制作工艺要求以及它在施工现场的埋设方法。 QH79002(No。13)高温气冷堆微型颗粒燃料的热解碳包复层择优取向程度 的光学测定 试验化工厂张纯 高温气冷反应堆使用了一种全陶瓷结构的燃料元件,它里边包含着大量的直径不超过1毫米的、用热解碳层包复的微型燃料小球。这种…     

高温气冷堆包覆燃料颗粒初步辐照考验

包覆燃料颗粒是高温气冷堆燃料元件的关键组成部分.辐照考验是检验燃料元件性能的重要环节.为检验中国研制的10MW高温气冷试验堆包覆燃料颗粒的质量,在德国于利希研究中心的试验堆FRJ-2中进行了初步的辐照考验.包覆燃料颗粒装在密闭的容器内进行静态辐照考验.辐照时燃耗约5 % fima,辐照温度400～500℃.辐照后经宏观检查、瓷相检验以及用γ探测仪检测放射性活度后,确认这批包覆燃料颗粒没有释放出裂变产物,包覆燃料颗粒完好,没有破损.     

畸形 UO_2 芯核的份额测定

高温气冷堆一回路的放射性物质主要取决于包覆燃料颗粒在燃料元件制造过程中和辐照条件下的破损率，畸形ＵＯ２芯核（椭球状、带小尾巴形和连体等）是燃料元件制造过程中包覆燃料颗粒发生破损的主要原因之一，因此燃料元件设计中，畸形ＵＯ２芯核的份额要求小于１×１０－４，即在９５％的置信度下，在随机抽取的近３００００个ＵＯ２芯核中不允许有１个畸形芯核。报道了检查畸形芯核的抽样方案和检验方法，该方法是将随机抽取的样品通过一块平板，控制平板的倾斜度、振幅和频率，可以有效地将畸形芯核从样品中分离出来。实践表明该方法速度快，结果可靠，将用于１０ＭＷ高温气冷堆燃料元件的生产。     

X光照相法测量高温气冷堆燃料微球包覆层厚度

高温气冷堆对燃料微球各包覆层的厚度有严格的要求。测量包覆层厚度常用的方法是Ｘ射线照相法，瓷相磨片法，光学颗粒尺寸分析仪法和Ｖ型槽法。本文描述了用Ｘ射线照相法测量包覆层厚度的测量过程。采用光栅技术，用９８Ｊ型精密测量投影仪对Ｘ光底片进行测量，用微机采集和处理数据。该测量方法的测量重现性好，对一选定的微球重复测量直径２０次，标准偏差１μｍ左右。该测量方法是无损检验，测量精度高，速度快，过程便于监督，适合于燃料微球生产过程中的在线测量。     

碳化锆镀层的化学气相沉积

碳化锆是一种重要的高熔点、高强度和耐腐蚀的高温结构材料。为了进一步发展和开发利用高温气冷堆 ,用碳化锆镀层替代碳化硅镀层制备新型的包覆燃料颗粒。采用化学气相沉积的方法 ,选用四氯化锆、丙烯、氢和氩的反应体系 ,在直径为 5 5 m m的流化床沉积炉中制备碳化锆镀层。为控制四氯化锆粉末的流量研制了专用的送粉装置。研究表明碳化锆镀层的密度随沉积温度而变化 ,反应气体中碳锆的原子数比值和氢氩流量比值影响碳化锆镀层性能和结构。在沉积温度 16 0 0℃左右 ,反应气体中碳锆的原子数比值小于0 .5和氢氩流量比值大于 1.0时 ,可以制备出高密度的碳化锆镀层     

在线测试包覆燃料颗粒镀层密度的方法

包覆燃料颗粒的质量对于高温气冷堆安全运行起着重要作用。包覆燃料颗粒的镀层密度是影响颗粒质量的重要指标。因此，准确、及时地在线检测包覆燃料颗粒各镀层的密度，对于保证包覆燃料颗粒符合设计要求有着重要意义。在借鉴国内外同行研究成果的基础上，针对包覆燃料颗粒镀层的特点，研究并建立了一套满足实际生产需要的在线快速测试密度的综合方法。这包括着填装法、尺寸—质量法、比重瓶法和重液悬浮法。简要地介绍了这些在线性能测试方法，给出了一些测试数据，讨论了测量误差产生的主要原因。     

基于有限元计算的全陶瓷微封装燃料芯块等效热导率与微结构设计

为对全陶瓷微封装燃料(FCM)芯块的热导率进行有效研究,利用有限元方法实现球体法预测具有多层包覆结构特征的TRISO颗粒等效热导率;同时,利用跨尺度等效代表性体积单元对FCM芯块的等效热导率进行计算及优化设计.模拟结果表明:利用有限元模拟实现球体法及跨尺度等效方法可以实现对TRISO颗粒及FCM芯块等效热导率的快速准确...     

Research on the Silicon Carbide Layer of Coated Fuel Particles

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＳｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅＬａｙｅｒｏｆＣｏａｔｅｄＦｕｅｌＰａｒｔｉｃｌｅｓＸｕＳｈｉｊｉａｎｇ（徐世江），ＹａｎｇＢｉｎｇ（杨冰），ＺｈｕＪｕｎｇｕｏ（朱钧国），ＺｈａｎｇＢｉｎｇｚｈｏｎｇ（张秉忠）；ＺｈａｏＺｈｉｃ...     

镁合金表面热喷涂WC-10Co-4Cr粒子沉积及分布特性

为了探究高速空气燃料热喷涂（AC-HVAF）过程中喷涂粒子撞击基材后的沉积特性。采用AC-HVAF热喷涂技术在AZ80镁合金基体上沉积WC-10Co-4Cr硬质涂层。通过离散沉积实验获得薄层沉积粒子,探讨各种沉积形貌的种类、形成原因、结合机制及射流中粒子的径向和轴向分布。结果表明：在AC-HVAF粒子沉积过程中,嵌入型沉积为主要的沉积形貌,同时包含少量的破碎型与空腔型沉积粒子。在涂层的形成过程中,嵌入型沉积对涂层/基体结合性能起重要作用;空腔型沉积的小颗粒及破碎型沉积的大颗粒是造成沉积效率下降的主要原因。喷涂粒子主要集中在射流中心,越靠近射流边缘,空腔型沉积粒子越多,最终导致AC-HVAF粒子射流呈现出空间分布特征。     

硅铝包覆钛白粉水悬浮液pH值调控规律

研究了钛白粉经过氧化硅、氧化铝包膜后的水悬浮液pH值和颗粒表面电位特性的变化。实验获得连续、均匀、致密的无机氧化物膜状包覆,膜层厚度随包覆量增加而增加。根据国家标准GB/T1706—2006中的测定方法,将包膜后钛白粉制成质量分数为10%的悬浮液,检测悬浮液pH值随包覆量的变化。结果表明:钛白粉经氧化硅和氧化铝表面包膜处理后,水悬浮液pH值偏离中性;包氧化硅后钛白粉悬浮液呈碱性,随包覆量增加,pH值增高直至pH9.7;包氧化铝后钛白粉悬浮液呈酸性,随包覆量增加,pH值降低直至pH4.4。颗粒表面包覆量对颗粒表面的ζ电位的影响与pH值相似。通过对包硅产品进行微量包铝、或对包铝产品进行微量包硅能够有效调控最终包覆产品水悬浮液的pH值。     

Study of titanium nitride for Iow-e coating application

The paper reports our novel work on chemical vapor deposition coating of titanium nitride （TIN） thin film on glass for energy saving. TiN films were deposited on glass substrates by atmospheric pressure chemical vapor deposition （APCVD） using titanium tetrachloride （TiCl4） and ammonia （NH3） as precursors. As a result, TiN films with a thickness of 500 nm were obtained. X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, atomic force microscopy （AFM）, four-point probe method and optical spectroscopy were respectively employed to study the crystallization, microstructure, surface morphology, electrical and optical properties of the coated TiN films. The deposited TiN films are of NaCI structure with a preferred （200） orientation. The particles in the film are uniform. The reflectivity of the TiN coating in the near-infrared （NIR） band can reach over 40%, the visible transmittance is approximately 60%, and the visible refiectivity is lower than 10%. The sheet electrical resistance is 34.5 Ω. According to Drude theory, the lower sheet resistance of 34.5 Ω gives a high reflectivity of 71.5% around middle-far infrared band. The coated films exhibit good energy-saving performance.     

沉积时间对真空离子镀TiC涂层微磨具表面性能的影响

采用真空电弧离子镀膜方法进行微磨具表面涂层制备实验研究,实验选择不同沉积时间做单因素实验进行涂层制备.分析了不同沉积时间的涂层物相组成,研究了不同沉积时间对涂层表面形貌的影响规律,探讨了其对摩擦系数和粗糙度的影响变化规律,以及对涂层厚度的影响规律,选出合理的沉积时间制备涂层微磨具.实验结果表明:钛镀层和金刚石发生界面反应,形成稳定的碳化钛层;随着沉积时间增加,摩擦系数不断增加,而粗糙度逐渐降低,涂层厚度逐渐增加.研究结果为涂层微磨具制备与提高微磨具的耐磨性和使用寿命提供了理论参考和实验依据.     

钨/二氧化硅/脲醛树脂多组分复合材料制备与表征

以钨粉为核芯材料,利用溶胶-凝胶法在其表面包覆二氧化硅壳层;通过硅烷化试剂(APTES)的修饰作用,在酸催化条件下,在钨/二氧化硅表面实施甲醛和尿素的缩聚反应,制备得到具有核-壳结构的钨/二氧化硅/脲醛树脂(W/SiO2/UF)多组分复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和傅立叶转变红外(FT-IR)等手段对复合材料的形态、结构和组成等进行了表征.复合材料的导电性测试结果表明,钨粉表面脲醛树脂层包覆后,其电导率由1.7×10-3S/m降低为1.2×10-8 S/m,即钨粉表面包覆层的包覆较为完整、致密,其导电性接近于绝缘材料.     

钢基底上预镀中间层沉积金刚石膜

利用表面预镀中间层在４５号钢上化学气相沉积（ＣＶＤ）得到了金刚石膜。钢基底表面金刚石涂层具有许多潜在应用价值，但直接在钢上沉积生长金刚石面临长的形核期，铁原子的触媒作用和热膨胀不匹配等严重问题。文中采用钢基底表面预镀中间层的方法，阻止碳向基底中扩散，增强膜基结合和抑制ＳＰ２杂化碳的沉积。分别研究了直接在钢基底上、表面预镀铜膜和表面预镀硅膜钢基底上热丝法沉积金刚石膜的工艺特点。通过ＳＥＭ、Ｒａｍａｎ谱和划痕法检验表明，钢基底表面预镀硅膜作为中间层，是一种在钢上沉积金刚石膜的有效方法。