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液态锡对低活化马氏体/铁素体钢CLF-1的腐蚀行为研究

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核聚变与等离子体物理 2020年第2期40卷 129-134页

作者：贺平逆韦建军王志君张坤芶富均四川大学原子核科学技术研究所成都610065 贵州大学物理学院贵阳550025 四川大学原子分子物理研究所成都610065 成都大学高等研究院成都610106

采用背散射电子扫描显微镜、电子衍射能谱和X射线衍射等分析方法,研究了浸泡在300~700℃的液态锡(Sn)中24h后的低活化马氏体/铁素体钢CLF-1的腐蚀行为。研究结果表明,在所有测试温度下液态锡对CLF-1钢表面均有不同程度的腐蚀,主要腐蚀... 详细信息

采用背散射电子扫描显微镜、电子衍射能谱和X射线衍射等分析方法,研究了浸泡在300~700℃的液态锡(Sn)中24h后的低活化马氏体/铁素体钢CLF-1的腐蚀行为。研究结果表明,在所有测试温度下液态锡对CLF-1钢表面均有不同程度的腐蚀,主要腐蚀机制为化合溶解腐蚀。铬(Cr)以单质形式溶解沉淀,液态锡与铁在CLF-1钢表面反应生成由铁锡化合物构成的腐蚀层。当温度低于500℃时,腐蚀层厚度近似为一常量,约8μm,化学成分为FeSn2。当温度高于500℃时,腐蚀层厚度随温度线性增加,腐蚀层呈双层结构,分别为CLF-1边界处的FeSn层和覆盖在其表面的FeSn2层。

关键词：聚变堆低活化液态锡 CLF-1钢液态锡腐蚀

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自由液态锡表面结构的流体模型

核聚变与等离子体物理 2016年第2期36卷 188-192页

作者：朱志川芶富均黄毅苗峰张传武西南民族大学电气信息工程学院成都610041 四川大学原子核科学技术研究所成都610064

应用Solid Works和ANSYS软件设计了自由液态锡表面流体结构模型,计算了初始流速和热通量不同时液态锡的速度变化和温度变化,得到了流动液态锡的速度分布和温度分布。结果表明,垂直流动方向液态锡流速较为均匀,沿流动方向液态锡流速逐渐... 详细信息

应用Solid Works和ANSYS软件设计了自由液态锡表面流体结构模型,计算了初始流速和热通量不同时液态锡的速度变化和温度变化,得到了流动液态锡的速度分布和温度分布。结果表明,垂直流动方向液态锡流速较为均匀,沿流动方向液态锡流速逐渐增大、液态锡液面厚度逐渐变薄。初始温度为600K的条件下,热通量为1MW·m^(-2)时,液态锡出口温度为623.38K;热通量为5MW·m^(-2)时,液态锡出口温度为720.18K。在相同条件下使用液态锂作为计算流体,结果表明出口处液态锂的温度低于液态锡的温度。

关键词：液态锡 PFC 热通量偏滤器

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液态锡结构演变特征的分子动力学模拟

液态锡结构演变特征的分子动力学模拟

作者：张丽红湖南大学

学位级别：硕士

液态锡由于具有低熔点、稳定范围广的特点,因此被作为液态金属溶剂或反应介质,用于核废料的再生回收避免了有机溶剂易受辐射损坏,减少了核废料的产生、提高核燃料的利用率、降低了辐射危险,具有良好的应用前景;同时与液态锂相比,液态锡... 详细信息

液态锡由于具有低熔点、稳定范围广的特点,因此被作为液态金属溶剂或反应介质,用于核废料的再生回收避免了有机溶剂易受辐射损坏,减少了核废料的产生、提高核燃料的利用率、降低了辐射危险,具有良好的应用前景;同时与液态锂相比,液态锡由于具有高回收率、低氚滞留表面以及与锂相比允许高于2 0 0 0℃工作温度,有5个或5个以上的数量级的较低蒸气压的优点,使之成为聚变反应堆中面对等离子体材料(P F M)或第一壁材料的候选材料;另外,金属锡处于周期表第Ⅳ主族,不同于同主族的其他金属只含单一的化学键,它的化学键常压下表现出一部分共价性和一部分金属性。这些优点都使液态锡成为研究对象的首选。近年来,液态金属的结构演变及相变研究不断受到研究者的关注。而材料的宏观物性取决于其微观结构,通过对液态锡宏观物性的研究可以反映出其微观结构演变的特征。最近研究发现,这些只单一的研究了液态锡结构随温度和压强变化的影响,自扩散系数随温度的变化,粘度随温度的变化,均未能揭示液态锡的结构演变特征,也没有直接将结构与宏观物性相关联。因此本文将液态锡结构演变与宏观物性相关联具有重要意义。为了研究液态锡结构演变特征,本文运用分子动力学方法结合M E A M势模拟研究了常压下金属锡(α-S n、β-S n)的结构及热力学特性和液态锡的结构演变特征及对应的宏观特性以及模拟分析温度和压强对液态锡结构、自扩散和粘度的影响,由此得出温度、压强与短程有序度、短程有序结构、自扩散系数和剪切粘度等方面的关系。发现α-S n和β-S n热力学结果与实验结果相符合,很好的揭示了它们与温度之间的关系,反映了α-S n和β-S n的结构和热动力学特性。计算模拟温度范围在7 7 3 K 8 7 3 K的液态锡的径向分布函数(R D F)和采用近邻键对分析(C N A)发现液态锡的短程结构有序度随着温度的升高而降低,在12 0 0 K左右分为两段,模拟计算的自扩散和粘度随温度的变化关系与液态锡的结构变化相互印证。在液态锡熔点附近随着压强的增加,短程有序结构中的F C C或H C P特征键对不断转化为B C C特征键对,说明液态锡的短程有序结构发生了变化,逐渐从密堆积结构向非密堆积结构转变。另外温度对自扩散和剪切粘度的影响研究表明自扩散系数随着温度的升高而升高,剪切粘度随着温度的升高而降低;压强对自扩散和剪切粘度的影响研究表明随着压强的增大,自扩散系数减小,扩散激活能增加,液态锡自扩散变慢;剪切粘度增加,粘滞流动活化能增加,粘度减小,流动性变差。

关键词：分子动力学模拟金属锡液态锡结构演变自扩散剪切粘度

高温及等离子体环境下液态锡与钨筛网的相容性研究

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四川大学学报（自然科学版） 2022年第5期59卷 107-112页

作者：高英玮王博郭恒鑫陈波陈建军王宏彬韦建军叶宗标芶富均四川大学原子核科学技术研究所成都610064 四川大学原子与分子物理研究所成都610064

本文利用真空管式炉和四川大学直线等离子体与材料表面相互作用平台(SCU-PSI),探究了静态高温以及高密度氢等离子体环境下液态锡(Sn)对钨基多孔筛网结构(CPS)的润湿及腐蚀行为.实验结果发现,在静态高温环境下液态Sn润湿钨筛网(4层150目... 详细信息

本文利用真空管式炉和四川大学直线等离子体与材料表面相互作用平台(SCU-PSI),探究了静态高温以及高密度氢等离子体环境下液态锡(Sn)对钨基多孔筛网结构(CPS)的润湿及腐蚀行为.实验结果发现,在静态高温环境下液态Sn润湿钨筛网(4层150目)的阈值温度为950℃,且随着实验温度升高,润湿效果越好.当实验温度达到1050℃时,在钨筛网表面观察到大量SnO_(2)棒状结构.这种棒状结构可能是由于管式炉中存在少量的氧气,在高温作用下Sn和氧气发生反应生成SnO_(2)纳米晶.当液态Sn-CPS结构进一步被离子通量为7.71×10^(22) m^(-2)·s^(-1)和热负荷为54.55kW·m^(-2)的氢等离子体辐照时,钨筛网出现大面积断裂,形成丝状结构;而在没有液态Sn润湿的情况下,钨筛网表面没有出现类似损伤.这可能是在高密度氢等离子体辐照作用下,氢等离子体与SnO_(2)的协同作用加剧了钨筛网的损伤,造成了钨丝硬化断裂.本文的实验结果为未来液态Sn-CPS在聚变装置中的实际应用提供了一定的参考.

关键词：液态锡氢等离子体润湿腐蚀 CPS

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液态锡中氧扩散率的测定

国外锡工业 1994年第2期22卷 41-52页

作者： Sears,B 袁世泽

液态锡加热连续硫化硒化法制备CZTSSe薄膜的设备及其薄膜太阳能电池

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液态锡加热连续硫化硒化法制备CZTSSe薄膜的设备及其薄膜太阳能电...

高热负荷环境下流动液态金属传热行为的流体模拟

粤港澳大湾区真空科技与宽禁带半导体应用高峰论坛暨2017年广东省真空学会学术年会

作者：廖峻张军邵乐喜薛书文岭南师范学院物理学院

设计和制造了一种液态锡加热连续硫化硒化法制备CZTSSe薄膜的装置及其制备方法。该设备不仅可保证高均匀度的快速升温,还能抑制样品中的锡流失,保证了样品的组分可控,提高了样品的质量从而提高电池的效率,是一种能耗低、均匀度高、升温... 详细信息

设计和制造了一种液态锡加热连续硫化硒化法制备CZTSSe薄膜的装置及其制备方法。该设备不仅可保证高均匀度的快速升温,还能抑制样品中的锡流失,保证了样品的组分可控,提高了样品的质量从而提高电池的效率,是一种能耗低、均匀度高、升温速度快的制备太阳能电池吸收层CZTSSe薄膜的方法,在材料与能源利用率和工业化生产方面具有明显的优势。

关键词：液态锡 CZTSSe薄膜硫化硒化太阳能电池

来源： cnki会议评论

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高热负荷环境下流动液态金属传热行为的流体模拟

作者：朱志川西南民族大学

学位级别：硕士

选择何种材料作为聚变堆中面对等离子体部件(Plasma-facing components),如偏滤器靶板和聚变腔室第一壁,一直是困扰聚变研究人员的一大难题。和固体PFC相比,液态金属PFC具有自身循环流动、自我更新和修复能力,持续带出热量并保护其后面... 详细信息

选择何种材料作为聚变堆中面对等离子体部件(Plasma-facing components),如偏滤器靶板和聚变腔室第一壁,一直是困扰聚变研究人员的一大难题。和固体PFC相比,液态金属PFC具有自身循环流动、自我更新和修复能力,持续带出热量并保护其后面的高Z固体壁少受损害,减小堆芯等离子体的杂质污染程度等优点,是非常有前景的PFC候选材料。世界上很多国家相继建立了液态金属回路来研究聚变等离子体和液态金属之间的相互作用,本课题组也在高密度等离子体发生装置基础上搭建了循环流动液态锂回路。本文主要研究回路中液态锂与等离子体相互作用的流动传热问题,也考察了液态锡作为计算流体时的温度和速度变化情况,并与液态锂的计算结果做了比较。本文应用商业软件ANSYS CFX计算了等离子体热流密度和液态锂流速对自由流动液态锂温度分布和速度分布的影响。结果表明,导向槽中心附近液态锂温度较高,冷却水入口和出口对应位置液态锂温度最低。液态锂出口温度随着等离子体热流密度的增大线性升高,在冷却水流速为1.5 m/s的条件下,热流密度为0.1 MW/m2和1 MW/m2时,液态锂在出口处对应的温度分别为255.3℃和458.6℃。液态锂流速增大,导向槽内液态锂的温度逐渐降低,但温度变化的幅度较小。本文还计算了液态锂流速、热流密度、冷却水流速和温度对冷却水冷却效率的影响。结果表明:液态锂温度随液态锂流速的增大而降低,热流密度小于2 MW/m2时,水冷能够满足对液态锂温度控制的要求,在更大热流密度作用下,水冷显现出冷却能力不足。增大冷却水流速是降低液态锂温度、提高冷却效率的有效途径,冷却水温度对液态锂温度和冷却效率的影响较小。此外,本文还重新设计了自由液态锡表面的流体结构模型,计算了初始流速和热流密度不同时液态锡的速度变化和温度变化,得到了流动液态锡的速度分布和温度分布。结果表明垂直流动方向液态锡流速较为均匀,沿流动方向液态锡流速逐渐增大、液态锡液面厚度逐渐变薄。初始温度为600 K的条件下,热流密度为1 MW/m2时,液态锡出口温度为623.38 K;热流密度为5 MW/m2时,液态锡出口温度为720.18 K。在相同条件下使用液态锂作为计算流体,结果表明出口处液态锂的温度低于液态锡的温度。

关键词： PFC 液态锂流动传热液态锡 ANSYS

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焦炉煤气热回收系统创新技术

现代冶金（内蒙古） 2014年第3期 67-70页

作者： Tsuyoshi ODA 日本

焦炉煤气离开焦炉排出时温度很高，最低在500℃以上，最高可达近1000℃。这时煤气中所含热量值得重视，理应回收加以利用。但是由于这种粗焦炉煤气（以下简称粗COG）所含焦油及煤烟灰尘很多，会大量聚积在热回收所装热交换器表面，使热... 详细信息

焦炉煤气离开焦炉排出时温度很高，最低在500℃以上，最高可达近1000℃。这时煤气中所含热量值得重视，理应回收加以利用。但是由于这种粗焦炉煤气（以下简称粗COG）所含焦油及煤烟灰尘很多，会大量聚积在热回收所装热交换器表面，使热回效率大大降低，因而粗COG所含热量被遗弃。而回收的焦炉煤气化学能只有60％，其余部分被焦油带走。为此，本项研究为较好地回收粗COG中的热量，特开发一条新的更高效的回收途径。这项新技术的主要内容是：用淋喷成液滴的液态锡作热传导媒介，让粗COG直接接触淋喷的锡滴进行换热及对液态锡与焦油进行重力分选。为确定本项技术关键设备淋喷塔尺寸，文中采用煤气及液态锡热传导经验公式进行数值分析及计算，并对锡在粗COG中发生的硫化问题作了实验研究。系统的目标热回收功效是可回收遗弃热能17％中的11％。

关键词：焦炉煤气热回收液态锡淋喷重力分选数值计算