新型鋯合金的輻照行為和氣泡生長機(jī)理研究.pdf

1、鋯合金廣泛用于制作壓水反應(yīng)堆的燃料包殼。本論文基于中國自主研發(fā)的新型鋯合金，采用美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的離子加速器與透射電子顯微鏡聯(lián)機(jī)裝置(IVEM-Tandem)，實(shí)時(shí)原位地研究了該種鋯合金在高能Kr離子輻照過程中的微觀組織與微觀化學(xué)演變行為。高能離子輻照參數(shù)為:800keV的Kr離子、輻照劑量率6.25×1011ions/cm2·s、輻照溫度585K、最終輻照劑量63.4dpa。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對于輻照前，Kr離子輻照導(dǎo)致了鋯合金中的N

2、b元素偏析，并形成新的Nb析出物，其形狀為球形，并且尺寸和密度隨著Kr離子輻照劑量的增加而增大。輻照過程中產(chǎn)生的位錯(cuò)環(huán)尺寸和位錯(cuò)密度均隨輻照劑量的增加而增大。在沒有Nb析出物的鋯合金晶粒中，輻照導(dǎo)致鋯晶粒演變成了穩(wěn)定的α-Zr納米晶體相，但具有Nb顆粒的鋯晶粒在Kr離子輻照條件下很難轉(zhuǎn)化成納米晶，因此已存在的Nb納米顆粒是影響鋯合金納米晶形成的關(guān)鍵因素。
　　 在透射電子顯微鏡中實(shí)時(shí)原位研究了經(jīng)Kr離子輻照后國產(chǎn)新型合金的氣泡的

3、生長行為及機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在700K、875K、1025K、1125K和1225K的退火溫度下，Kr氣泡的分布都不均勻。當(dāng)退火溫度在1025K以下時(shí)，樣品中的Kr氣泡有所生長，但生長速率很慢。在700K的退火溫度下經(jīng)170分鐘退火后，觀測到的氣泡平均直徑只增加了0.4nm;在875K的退火溫度下經(jīng)240分鐘退火后，觀測到的氣泡平均直徑也只增加了0.9nm。然而，當(dāng)退火溫度為1225K時(shí)，氣泡的生長速率很快，在該溫度下退火180分鐘后