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冷却剂加锌对核电结构材料腐蚀行为的影响

稀有金属材料与工程 2019年第2期48卷 683-687页

作者：海正银辛长胜王辉中国原子能科学研究院北京102413

选用与压水堆(PWR)核电站一回路冷却剂接触面积最大的结构材料690合金和316LN锻造不锈钢为研究对象,在模拟PWR一回路水化学环境下,采用静态高压釜浸泡方法和高温电化学方法研究冷却剂中加锌对这2种结构材料腐蚀行为的影响。研究发现,冷... 详细信息

选用与压水堆(PWR)核电站一回路冷却剂接触面积最大的结构材料690合金和316LN锻造不锈钢为研究对象,在模拟PWR一回路水化学环境下,采用静态高压釜浸泡方法和高温电化学方法研究冷却剂中加锌对这2种结构材料腐蚀行为的影响。研究发现,冷却剂加锌能明显抑制材料的均匀腐蚀速率和腐蚀产物释放速率。高温水中,以醋酸锌形式加锌,锌离子浓度为(10～50)ng/g时,能有效抑制腐蚀速率和腐蚀产物释放速率,加锌50ng/g以上,加锌浓度对腐蚀速率和腐蚀产物释放速率的影响趋于稳定。

关键词：加锌结构材料腐蚀高温电化学

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中子表征技术在金属结构材料研究中的应用

金属学报 2024年第8期60卷 1001-1016页

作者：王延绪龚武苏玉华李昺中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 Japan Proton Accelerator Research Complex Center Japan Atomic Energy AgencyTokai Ibaraki 319-1195Japan

结构材料的原子结构、微观组织与宏观性能的关联性是材料研究的核心问题之一,历久弥新。近年来,加速器基中子源大科学装置的建设和相关实验技术取得了长足进步,这为在实时原位条件下深入研究该问题提供了良好的基础。本文介绍了中子衍射... 详细信息

结构材料的原子结构、微观组织与宏观性能的关联性是材料研究的核心问题之一,历久弥新。近年来,加速器基中子源大科学装置的建设和相关实验技术取得了长足进步,这为在实时原位条件下深入研究该问题提供了良好的基础。本文介绍了中子衍射、Bragg边成像、小角中子散射、对分布函数分析、准弹性/非弹性中子散射等主要中子表征技术在结构材料中应用的最新进展,着重论述了钢铁材料相变内应力起源与演化、镁合金等轻金属材料的变形机制、基于Bragg边成像的微观结构及残余应力分析,并对今后发展趋势进行了简要展望。

关键词：中子散射相变弹塑性变形结构材料

金属间化合物结构材料反位缺陷及其对性能的影响

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稀有金属材料与工程 2013年第2期42卷 429-434页

作者：张静陈铮杨涛西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

反位缺陷是金属间化合物中的本征点缺陷,它对材料的力学性能、物理性能、化学性能都有重要的影响,在某些情况下成为决定性能的关键结构要素。首先评述了反位缺陷研究理论,基于量子力学的第一性原理方法、EAM法研究结构材料反位缺陷侧重... 详细信息

反位缺陷是金属间化合物中的本征点缺陷,它对材料的力学性能、物理性能、化学性能都有重要的影响,在某些情况下成为决定性能的关键结构要素。首先评述了反位缺陷研究理论,基于量子力学的第一性原理方法、EAM法研究结构材料反位缺陷侧重缺陷的物理和化学原理,基于Ginzburg-Landau方程的微观相场法侧重缺陷微结构演化的动态过程。然后,作者通过图解反位缺陷与传输机制之间的关系说明反位缺陷对高温结构材料的积极贡献以及对性能的危害。最后,作者通过评述常见的L12结构和B2结构反位缺陷及第三组元择优占位的研究进展,归纳了结构材料反位缺陷研究存在的问题。

关键词：金属间化合物结构材料反位缺陷掺杂传输机制

基于BIM的深基坑支护结构材料性能分析与评估

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居舍 2025年第02期 72-74页

作者：徐宁霞宁夏建设职业技术学院

近年来，BIM技术的兴起为深基坑支护结构的设计、模拟与评估提供了全新的视角和工具，可以实现支护结构的三维可视化建模，并集成多源数据对材料性能进行精细化分析。然而，当前深基坑支护结构材料性能的分析与评估多依赖于传统方法，... 详细信息

近年来，BIM技术的兴起为深基坑支护结构的设计、模拟与评估提供了全新的视角和工具，可以实现支护结构的三维可视化建模，并集成多源数据对材料性能进行精细化分析。然而，当前深基坑支护结构材料性能的分析与评估多依赖于传统方法，存在数据收集不全、模型构建简单、评估维度单一等问题，难以满足复杂地质条件及高性能要求的工程需求。鉴于此，本文对基于BIM的深基坑支护结构材料性能进行分析与评估，以进一步提升深基坑支护结构的安全性、经济性及环境友好性，为城市基础设施建设贡献更多智慧与力量。

关键词： BIM 深基坑支护结构材料性能分析评估

基于R2S方法的反应堆结构材料活化剂量计算研究

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核动力工程 2021年第5期42卷 103-109页

作者：苑旭东马辉强陈珍平郭树伟谢金森杨超于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 湖南省数字化反应堆工程技术研究中心湖南衡阳421001

反应堆结构材料在堆芯中子辐照下由于中子活化反应而产生大量的放射性核素,其衰变光子是反应堆停堆检修、换料、退役过程中工作人员职业照射剂量的重要来源。本文基于严格两步法(R2S),研究了反应堆结构材料栅元活化计算方法,并基于蒙卡... 详细信息

反应堆结构材料在堆芯中子辐照下由于中子活化反应而产生大量的放射性核素,其衰变光子是反应堆停堆检修、换料、退役过程中工作人员职业照射剂量的重要来源。本文基于严格两步法(R2S),研究了反应堆结构材料栅元活化计算方法,并基于蒙卡粒子输运程序(MCNP)与点活化计算程序(ORIGEN)建立了反应堆结构材料活化剂量计算软件(MOCA)。通过开发功能接口与数据接口程序实现输运程序与活化计算程序的自动耦合,进而实现“中子输运-活化分析-剂量计算”全自动耦合分析。利用M5包壳活化计算模型、不锈钢活化计算模型和NUREG/CR-6115压水堆模型对MOCA进行基准验证,证明了MOCA的正确性与可靠性。

关键词：结构材料严格两步法活化计算剂量计算

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铅冷快堆结构材料耐蚀涂层技术研究概述

材料导报 2022年第23期36卷 93-99页

作者：梁娜姚存峰龙斌付晓刚中国原子能科学研究院北京102413 近代物理研究所兰州730000

铅冷快堆是采用液态铅或铅铋合金冷却的快中子反应堆。作为第四代反应堆六种主要堆型之一,铅冷堆具有高负荷跟踪、高固有安全性、高功率密度和长换料周期等特点,因此铅冷快堆很好地满足了第四代反应堆安全性、经济性、持续性和核不扩散... 详细信息

铅冷快堆是采用液态铅或铅铋合金冷却的快中子反应堆。作为第四代反应堆六种主要堆型之一,铅冷堆具有高负荷跟踪、高固有安全性、高功率密度和长换料周期等特点,因此铅冷快堆很好地满足了第四代反应堆安全性、经济性、持续性和核不扩散的目标要求。但铅或铅铋合金对结构材料具有很强的腐蚀性,必须采用复杂的氧控技术或优良的耐蚀材料才能保证反应堆长期安全运行。国内外采用了硅增强耐热钢(如俄罗斯燃料包壳用EP823(16Cr12MoWSiVNbMn)、蒸汽发生器用EP302M(10Cr15Ni9Si3Nb))、铝增强铁马钢和涂层制备技术来解决液态铅/铅铋对结构材料的腐蚀问题。本文主要总结了铅冷快堆结构材料典型耐蚀涂层技术的研究现状,并对耐蚀涂层的发展前景进行了展望。

关键词：铅铋冷却结构材料氧化耐蚀涂层

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核聚变堆包层结构材料研究进展及展望

材料导报 2018年第17期32卷 2897-2906页

作者：徐玉平吕一鸣周海山罗广南中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

随着人类对能源需求的增加,核聚变能的发展越来越受到人们的关注。材料问题是目前限制聚变能发展的一个重要因素。包层是实现能量转换、氚自持及辐照屏蔽的主要部件,满足包层结构材料苛刻环境要求的结构材料的开发及性能检测成为目前研... 详细信息

随着人类对能源需求的增加,核聚变能的发展越来越受到人们的关注。材料问题是目前限制聚变能发展的一个重要因素。包层是实现能量转换、氚自持及辐照屏蔽的主要部件,满足包层结构材料苛刻环境要求的结构材料的开发及性能检测成为目前研究的热点。以低活化铁素体马氏体(RAFM)钢为代表的包层结构材料已发展多年,然而依据中国聚变能发展路线图,CFETR一期包层结构材料的中子辐照水平可达到约10dpa,在二期达到约50dpa,目前没有材料能满足包括抗辐照损伤在内的苛刻环境要求并能满足工程建设需求。低活化铁素体马氏体钢是目前包层结构材料的首选候选结构材料,国内外已开发了多个牌号的低活化品种并具备了丰富的材料基础数据库,然而低活化钢的工作温度区间严重受限,高温蠕变及抗辐照能力无法满足CFETR二期及未来聚变堆的要求。为解决传统RAFM钢的不足,提出了两条思路:一种是添加氧化物弥散相以有效提高高温蠕变强度,其中又以制备过程中是否涉及机械合金化可进行进一步的区分;另一种思路是基于热力学模拟计算,优化RAFM钢化学成分并进行多轮热机械处理以增加MX相密度。其中,机械合金化制作的氧化物弥散强化钢(ODS钢)的性能最佳,但受限于机械合金化法,成本高且效率低。非机械合金化ODS钢与优化的RAFM钢的性能接近机械合金化ODS钢,成本远远低于机械合金化ODS钢且制备效率高,大批量制备技术相对容易。除了铁基材料外,钒合金及碳化硅复合材料在多方面展现了优势,长期以来都是研究人员关注的热点。钒合金的热蠕变和氦脆导致温度上限低并且与氢同位素兼容性不好,碳化硅复合材料的规模化生产及连接技术仍存在困难,这些缺陷限制了钒合金与碳化硅复合材料的发展,使之在现阶段无法满足应用需求。面向更高辐照水平的示范堆及商用堆,目前已有的包层结构材料可能无法满足需求。根据目前很有限的研究数据,非晶材料及高熵合金的工程应用还非常遥远:一方面需要借助材料设计和制备的新理念、新方法不断挖掘现有材料的性能潜力,另一方面应重视具有潜在优势的复合块状非晶材料及低活化高熵合金等新型材料的研发。本文依据中国磁约束聚变材料路线图草稿,对RAFM钢、机械合金化制备的ODS钢,钒合金以及碳化硅复合材料的发展进行了综述,对最近几年兴起的改良RAFM钢、非机械合金化制备的ODS钢等新型候选结构材料进行了介绍,并对具有更佳性能的先进结构材料种类进行了展望。

关键词：核聚变包层结构材料

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基于仿真和数据驱动的先进结构材料设计

力学进展 2021年第1期51卷 82-105页

作者：李想严子铭柳占立庄茁清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室北京100084 海南师范大学信息科学技术学院海口570206

先进结构材料近年来受到材料和结构设计领域的广泛关注,这些材料一般通过多个尺度的结构设计实现各种卓越的性能.在早期的材料设计中,有的基于设计者的丰富经验,从天然拓扑结构中抽象出合理的数学力学模型;有的基于生物系统的结构和功... 详细信息

先进结构材料近年来受到材料和结构设计领域的广泛关注,这些材料一般通过多个尺度的结构设计实现各种卓越的性能.在早期的材料设计中,有的基于设计者的丰富经验,从天然拓扑结构中抽象出合理的数学力学模型;有的基于生物系统的结构和功能特点提取出仿生力学模型.然而,仅依靠经验性的巧妙设计很难得到最优的设计方案,通过反复迭代设计和试验来遍历设计空间也不切实际.为此,拓扑优化方法被成功应用于声子晶体、元胞材料等先进结构材料的优化设计中,但现有的拓扑优化方法在实现精准的反向设计方面尚存挑战.基于数据驱动的机器学习方法擅长建立数据空间多维变量复杂关系,能够揭示传统力学研究方法难以发现的更深层次的力学机理和规律,成为力学领域崭新的研究热点.本文系统地回顾先进结构材料设计方法的发展历程,对比阐述各种主流设计方法,结合本课题组的相关工作介绍数值仿真和数据驱动在先进结构材料的智能化设计方面的应用现状,并对该领域的未来研究趋势进行探讨和展望.

关键词：结构材料超材料材料设计数据驱动机器学习

小堆结构材料全生命周期数据管理系统设计研究

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核动力工程 2022年第5期43卷 119-125页

作者：宋丹戎许斌刘佳秦冬张显均王卓朱虹中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 中国核动力研究设计院成都610213 中南大学长沙410083 成都材智科技有限公司成都610041

小型模块化反应堆(简称小堆)结构材料具有种类繁多、来源广泛和格式多样等特点。基于现代信息技术及大数据背景,结合小堆结构材料数据的特殊性,从材料数据管理角度出发,设计构建了一个覆盖小堆结构材料全生命周期的专用数据管理系统,实... 详细信息

小型模块化反应堆(简称小堆)结构材料具有种类繁多、来源广泛和格式多样等特点。基于现代信息技术及大数据背景,结合小堆结构材料数据的特殊性,从材料数据管理角度出发,设计构建了一个覆盖小堆结构材料全生命周期的专用数据管理系统,实现从碎片化数据获取到海量数据集成、处理并融合的转变。整个系统不仅实现了自定义数据库设计,还实现了小堆结构材料全生命周期数据的管理和应用,满足用户数据查询、数据检索、可视化分析等多种需求,有利于推进小堆结构材料数据管理向规范化、智能化发展。同时该数据管理系统突破了多尺度材料数据管理技术瓶颈,增强了材料数据的安全性和可靠性,为数字化小堆研发设计提供了重要支持。

关键词：小型模块化反应堆结构材料全生命周期数据管理系统管理

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