《用慢正電子束研究金屬多層膜的微結構》是依託武漢大學，由祁寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：用慢正電子束研究金屬多層膜的微結構
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：祁寧
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
核能在未來的能源結構中將起著越來越重要的作用。然而，核反應堆中的各種材料長期處於核輻射環境中，導致材料的結構變化和性能惡化，影響了反應堆的安全。設計和製備具有優異抗輻照性能的材料已成為當前急劇解決的問題。實驗證明，金屬納米多層膜材料能夠有效提高抗輻照性能。本項目將以慢正電子束技術為主，系統研究幾種典型的金屬多層膜材料的微觀結構，主要內容包括：（1）研究各種不同結構的多層膜中正電子的湮沒狀態，區分正電子在各個金屬層中及界面中的湮沒；（2）系統研究金屬層間界面的微觀結構，金屬層厚度對界面的影響，界面的熱穩定性等；（3）研究經過輻照後的多層膜內部及界面區域產生的缺陷，並與單層金屬進行比較，研究抗輻照性能的變化；（4）分析缺陷在退火過程中的變化，了解界面在缺陷恢復過程中的作用。本項目的研究結果將揭示多層膜材料抗輻照性能的微觀機制，對於了解界面與缺陷的相互作用以及設計新一代抗輻照材料都有重要的指導意義。
結題摘要
本項目以慢正電子束技術為主，配合TEM等實驗手段，結合理論計算，系統研究了V/Ag、Cu/V等幾種典型的金屬多層膜材料的微觀結構，摸索出一套製備性能優質納米金屬多層膜的方法，製備出系列優質金屬多層膜；研究了不同結構的多層膜中正電子的湮沒狀態，區分正電子在各個金屬層中及界面中的湮沒，發現納米金屬多層膜中的Ag層或Cu層對e+有選擇性捕獲的特點；觀測了經過輻照後的多層膜內部及界面區域產生的缺陷，並與單層金屬進行比較，分析了材料的抗輻照性能及層厚對其影響；採用中性原子疊加方法(ATSUP)探究了V/Ag多層膜正電子湮沒特性, 發現正電子波函式在多層結構中主要局域在Ag層中，且V/Ag多層結構中正電子湮沒壽命與Ag 單質的正電子湮沒壽命一致，即正電子主要在Ag層中被捕獲。本項目的研究證實了正電子對多層膜材料微觀結構變化極為靈敏，所得結果有助於揭示納米金屬多層膜材料抗輻照性能的微觀機制，對於了解界面與缺陷的相互作用以及設計新一代抗輻照材料有較為重要的指導意義。
