一维单晶β-Si_(3)N_(4)晶须兼具优异的热学、力学、耐高温、耐腐蚀等性能,广泛用作树脂基、金属基及陶瓷基的增强体材料。以氧化物为烧结助剂制备的β-Si_(3)N_(4)晶须存在残留杂质多、长径比低等不足,限制了其增强效果。本研究借助熔...一维单晶β-Si_(3)N_(4)晶须兼具优异的热学、力学、耐高温、耐腐蚀等性能,广泛用作树脂基、金属基及陶瓷基的增强体材料。以氧化物为烧结助剂制备的β-Si_(3)N_(4)晶须存在残留杂质多、长径比低等不足,限制了其增强效果。本研究借助熔盐法在较低温度下制备壳层厚度可控的Si_(3)N_(4)@Mg Si N2核壳结构粉体,再以此粉体为原料烧结制备β-Si_(3)N_(4)晶须,采用X射线衍射仪、能谱仪和扫描电子显微镜研究粉体和晶须的物相组成和微观形貌。结果表明:在高温下,α-Si_(3)N_(4)在壳层Mg Si N2形成的液相中通过“溶解析出”机制实现相转变和Ostwald熟化,形成了高长径比的β-Si_(3)N_(4)晶须。升高烧结温度及提高原料中Mg/Si_(3)N_(4)质量比均可增强液相中的扩散传质,有利于晶须沿[001]方向生长,表现为晶须的长度和长径比增大。同时,Mg Si N2在高温下不稳定的特性促使其分解为Mg、N2及Si_(3)N_(4),保证了晶须的高纯度。因此,在1750℃烧结1 h可制备高纯度、高长径比、易分散的β-Si_(3)N_(4)晶须。本研究提出的晶须新型制备策略经济可行,为高性能β-Si_(3)N_(4)晶须的制备提供了新途径。展开更多
熔盐堆采用液态燃料,由于燃料的流动性,堆芯结构的变化会直接影响堆芯活性区的燃料盐装载量,从而影响堆芯物理特性参数。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以2 MW液态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Sa...熔盐堆采用液态燃料,由于燃料的流动性,堆芯结构的变化会直接影响堆芯活性区的燃料盐装载量,从而影响堆芯物理特性参数。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以2 MW液态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1)设计模型为参考,系统研究了套管破裂、石墨构件移动、石墨破损、燃料盐浸渗度等因素对堆芯反应性的影响。结果表明:对于堆芯套管破裂,堆芯引入正反应性,破裂位置离堆芯中心越近,引入的反应性越大;对于石墨构件移动,随着扇形石墨构件向外移动,堆芯反应性增加;对于堆芯石墨破损,破损发生后,原燃料盐流道被石墨堵住时,则堆芯反应性减小;对于堆芯石墨破损,破损发生后,新燃料盐流道形成时,当石墨破损半径较小时,堆芯反应性会增加,当石墨破损半径较大时,堆芯反应性会减小。对于堆芯石墨发生燃料盐浸渗,堆芯反应性增加,且燃料盐渗入量越大,反应性变化越大。本研究为2 MW TMSR-LF1安全分析提供参考依据。展开更多
熔盐堆(Molten Salt Reactor,MSR)采用熔融的氟化盐混合物作为燃料,由于核燃料的特殊性,MSR在中子物理学方面与传统固体燃料反应堆有着较大区别。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以美国橡树岭国家实...熔盐堆(Molten Salt Reactor,MSR)采用熔融的氟化盐混合物作为燃料,由于核燃料的特殊性,MSR在中子物理学方面与传统固体燃料反应堆有着较大区别。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)熔盐堆实验(Molten-Salt Reactor Experiment,MSRE)为参考反应堆,系统研究了堆芯尺寸、燃料盐体积比、燃料盐重金属摩尔比、燃料盐渗透等物理参数对堆芯物理特性参数的影响。结果表明:随着堆芯尺寸增加,堆芯临界装载量有最小值;随着燃料盐体积比增加,燃料盐回路系统中重金属临界装载量先减少后增加,燃料温度系数的绝对值同样先减小后增加;燃料盐浸渗对堆芯反应性的影响,与燃料盐体积比增加对堆芯反应性产生的影响一致。本研究为2 MW液态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1)设计提供理论参考。展开更多
文摘一维单晶β-Si_(3)N_(4)晶须兼具优异的热学、力学、耐高温、耐腐蚀等性能,广泛用作树脂基、金属基及陶瓷基的增强体材料。以氧化物为烧结助剂制备的β-Si_(3)N_(4)晶须存在残留杂质多、长径比低等不足,限制了其增强效果。本研究借助熔盐法在较低温度下制备壳层厚度可控的Si_(3)N_(4)@Mg Si N2核壳结构粉体,再以此粉体为原料烧结制备β-Si_(3)N_(4)晶须,采用X射线衍射仪、能谱仪和扫描电子显微镜研究粉体和晶须的物相组成和微观形貌。结果表明:在高温下,α-Si_(3)N_(4)在壳层Mg Si N2形成的液相中通过“溶解析出”机制实现相转变和Ostwald熟化,形成了高长径比的β-Si_(3)N_(4)晶须。升高烧结温度及提高原料中Mg/Si_(3)N_(4)质量比均可增强液相中的扩散传质,有利于晶须沿[001]方向生长,表现为晶须的长度和长径比增大。同时,Mg Si N2在高温下不稳定的特性促使其分解为Mg、N2及Si_(3)N_(4),保证了晶须的高纯度。因此,在1750℃烧结1 h可制备高纯度、高长径比、易分散的β-Si_(3)N_(4)晶须。本研究提出的晶须新型制备策略经济可行,为高性能β-Si_(3)N_(4)晶须的制备提供了新途径。
文摘熔盐堆采用液态燃料,由于燃料的流动性,堆芯结构的变化会直接影响堆芯活性区的燃料盐装载量,从而影响堆芯物理特性参数。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以2 MW液态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1)设计模型为参考,系统研究了套管破裂、石墨构件移动、石墨破损、燃料盐浸渗度等因素对堆芯反应性的影响。结果表明:对于堆芯套管破裂,堆芯引入正反应性,破裂位置离堆芯中心越近,引入的反应性越大;对于石墨构件移动,随着扇形石墨构件向外移动,堆芯反应性增加;对于堆芯石墨破损,破损发生后,原燃料盐流道被石墨堵住时,则堆芯反应性减小;对于堆芯石墨破损,破损发生后,新燃料盐流道形成时,当石墨破损半径较小时,堆芯反应性会增加,当石墨破损半径较大时,堆芯反应性会减小。对于堆芯石墨发生燃料盐浸渗,堆芯反应性增加,且燃料盐渗入量越大,反应性变化越大。本研究为2 MW TMSR-LF1安全分析提供参考依据。
文摘熔盐堆(Molten Salt Reactor,MSR)采用熔融的氟化盐混合物作为燃料,由于核燃料的特殊性,MSR在中子物理学方面与传统固体燃料反应堆有着较大区别。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)熔盐堆实验(Molten-Salt Reactor Experiment,MSRE)为参考反应堆,系统研究了堆芯尺寸、燃料盐体积比、燃料盐重金属摩尔比、燃料盐渗透等物理参数对堆芯物理特性参数的影响。结果表明:随着堆芯尺寸增加,堆芯临界装载量有最小值;随着燃料盐体积比增加,燃料盐回路系统中重金属临界装载量先减少后增加,燃料温度系数的绝对值同样先减小后增加;燃料盐浸渗对堆芯反应性的影响,与燃料盐体积比增加对堆芯反应性产生的影响一致。本研究为2 MW液态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1)设计提供理论参考。
