【摘 要】
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液态铅铋共晶合金(LBE)作为铅基堆冷却剂、加速器驱动次临界系统(ADS)的散裂靶材料,在运行时对结构材料的强腐蚀会威胁运行安全。固态氧控和气态氧控通过控制铅铋合金中的氧浓度在结构材料表面生成—层致密的氧化膜可以有效防腐。与气态氧控相比,固态氧控有着快速、安全的优点。氧化铅颗粒作为固态氧控的氧源,需要拥有良好的性能以避免在高温液体强冲刷的作用下发生破碎。目前对于固态氧控氧源的研究较少,基于此原因,
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液态铅铋共晶合金(LBE)作为铅基堆冷却剂、加速器驱动次临界系统(ADS)的散裂靶材料,在运行时对结构材料的强腐蚀会威胁运行安全。固态氧控和气态氧控通过控制铅铋合金中的氧浓度在结构材料表面生成—层致密的氧化膜可以有效防腐。与气态氧控相比,固态氧控有着快速、安全的优点。氧化铅颗粒作为固态氧控的氧源,需要拥有良好的性能以避免在高温液体强冲刷的作用下发生破碎。目前对于固态氧控氧源的研究较少,基于此原因,本研究开展了一系列有关固态氧源的优化制备研究。本研究在坯体压制过程中加入一定粘结剂(PVB溶液),在陶瓷制备过程中增加相应的排胶步骤。本实验探究了排胶方案、PVB添加量对陶瓷性能的影响。烧结的氧化铅(PbO)陶瓷被放置在铅铋合金中进行冲刷以检验其在高温环境下是否能保持良好形状与性能。本文还初步探究了在三氧化二铋(Bi2O3)陶瓷烧制过程中,烧结温度、保温时间、排胶方案对陶瓷性能的影响。从实验数据可以得到,陶瓷性能随着PVB溶液添加量先增后减,PVB的最佳添加量为4wt%,此时陶瓷强度较未添加PVB时提高了 47.8%,硬度增加了 30.5%。最佳排胶方案为以53℃/min的加热速率,将炉温升至250℃,在250℃保温60分钟。以53℃/min的加热速率将炉温升至350℃,在350℃保温60分钟。以53℃/min的加热速率将炉温升至500℃,在500℃保温60分钟。在500℃保温1小时后自然冷却到室温。氧化铅陶瓷颗粒在铅铋合金冲刷200h后,陶瓷仍保持外形完整,但陶瓷内部发生晶粒二次结晶。烧结温度对Bi2O3陶瓷性能影响最大,当烧结温度低于烧结阈值温度时,延长保温时间、改变排胶方案都是无效的。
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