基于同步辐射原位拉伸XRD研究熔盐浸渗的核石墨IG-110微观结构演化

摘要：

钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor,TMSR)是第四代核反应堆的代表之一,其特点是以熔融氟盐作为冷却剂和燃料的载体.在熔盐堆中,熔盐容易浸渗到核石墨内部,引发核石墨局部高温,造成核石墨损伤程度增加,严重破坏核石墨的结构,从而影响核石墨材料的宏观性能和使用寿命.然而,熔盐浸渗对核石墨力学性能的微观机制以及熔盐浸渗引起的微结构损伤或破坏机制目前仍不清晰,因此有待进一步研究原位环境下(如力学加载、高温等)熔盐浸渗对核石墨微结构的影响,并揭示微结构演化的相关机制.本文基于同步辐射原位拉伸X射线衍射技术(Two Dimensional X-ray Diffraction,2D-XRD),开展了外部载荷为0 N、15 N、21 N、27 N和32 N时熔盐浸渗后的核石墨IG-110在拉伸断裂过程中的微观结构演化研究,以揭示外部载荷条件下的核石墨IG-110与熔盐之间的原位实时相互作用及材料断裂的微观机制.实验结果表明:在拉伸断裂过程中外部载荷使熔盐浸渗后的核石墨IG-110的结晶性变差、层间距变大,同时FLiNaK盐的结晶性也明显变差.这一发现将有助于解释熔盐浸渗后核石墨IG-110力学性能的变化,理解核石墨IG-110与FLiNaK熔盐间的相互作用机理,有利于高性能核石墨的制备和TMSR的安全可靠运行分析.

关键词：钍基熔盐堆、核石墨IG-110、熔盐浸渗、同步辐射原位拉伸X射线衍射

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分类号：TL99

资助基金：国家自然科学基金11705271、U1632268、11605278、11775134、11375108;上海市扬帆计划17YF1423700;中国科学院战略性先导科技专项XDA02040200;山东省基金No.ZR2016CM02资助 Supported by National Natural Science Foundation of China11705271, U1632268, 11605278, 11775134, 11375108;Shanghai Sailing Program17YF1423700;Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of SciencesXDA02040200;Natural Science Foundation of Shandong ProvinceZR2016CM02

在线出版日期：2019-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：32-38