《合金化對ZrCo儲氘材料抗粉化和抗歧化性能的影響》是依託北京科技大學，由宋西平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：合金化對ZrCo儲氘材料抗粉化和抗歧化性能的影響
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：宋西平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著核能需求的不斷增加，對氫的同位素-氘的需求也不斷增加，如何安全、便捷地儲存、運送和回收氘氣變得十分迫切。ZrCo合金具有優異的儲氘性能，其室溫儲氘平台壓低、儲量大，高溫(＞400℃)又容易釋放，在儲氘領域有著廣泛的套用,然而,該材料吸氘後容易發生粉化現象，過熱時還會發生歧化分解，對其正常使用造成不利影響。為此，本研究擬採用合金化的方法來探討改善其粉化和歧化性能的途徑，並提出了利用共析顯微組織來提高其抗粉化性能的新思路。研究內容包括合金製備、顯微組織控制、儲氘性能測試、粉化和歧化性能測試以及機理研究等。通過研究掌握合金化及顯微組織對ZrCo合金儲氘性能的影響規律，獲取提高其抗粉化和抗歧化的方法和機制。研究結果對於促進新型儲氘合金的研發、豐富儲氘材料的抗粉化理論和機制將起到積極的作用，具有重要的理論和實際意義。
結題摘要
以原子聚變堆中的金屬儲氘材料為研究背景，針對這些材料在儲氘過程中的儲氘性能及粉化和開裂行為，開展了金屬鋯合金儲氘性能及抗粉化和開裂的工藝及機理研究。研究主要在以下四個方面取得進展。（1）系統研究了鋯合金吸放氫性能及開裂行為，發現顯微組織、吸氫量、吸氫工藝等因素對鋯合金吸氫後的相結構、體積膨脹及開裂行為有較大的影響，並且發現殘餘應力及析出氫化物的相結構、晶體學取向及點陣畸變程度對開裂行為的影響規律。在上述研究的基礎上，提出了一套防開裂的熱處理工藝。（2）系統研究了鋯合金吸放氘性能及開裂行為，發現吸氘壓力、吸氘溫度、冷卻方式等因素對鋯合金的儲氘性能、吸氘後的相結構、體積膨脹及開裂行為的影響規律，並且探索了Cu參雜對鋯合金儲氘性能及吸氘開裂行為的影響規律。（3）進行了鋯合金儲氘熱力學及動力學研究，通過方程擬合研究了其動力學機制。（4）對鋯合金吸氘的組織演變規律進行了研究，發現了氘化物在不同吸氘分數下的組織演化規律及對微觀力學性能的影響。此外還研究氘化物在鋯合金變形過程中對裂紋擴展的影響等等。通過本課題研究，不僅取得了預期的研究成果，掌握了Zr合金吸氘開裂的規律及預防措施，為國家培養了這方面的專門人才，而且利用研究成果解決了一些實際問題，因此達到並超額完成了該基金的預期目標。
