【资讯】北科院自出制造出新型抗辐照耐氧化核燃料包壳涂层材料

氢气包壳，是核氢气元件的重要交汇点，其金属材料在保证核电站的安全和运行方面发挥着至关重要的作用。吉冈核交通事故牵涉到以来，钛金属表面抛光新技术凭借其要用发生变化现有钛金属包壳设计，还能提高包壳安全和性的特性，成为温交通事故氢气包壳金属材料的重点研究论题方向之一。近日， 北科院宇宙射线新技术研究论题所的李平研究论题小组充分利用财政资金改革与持续发展专项论题，自主共同开发制取了一种具有抑止放射、温高温锅炉氧化物安全和性的核氢气包壳抛光金属材料。

现在，钛金属抛光制取新技术主要包括磁控溅射、多弧离子镀、化学气相溶解、热喷抛光等。传统的抛光溶解新技术，可能存在大颗粒、孔洞等秘密组织缺陷问题，致密性低、腹腔恩结合力欠也将影响抛光的各项安全和性，此外，高温作业生态系统才会严重影响恩材安全和性。而近来兴起的大容量脉冲离子束抛光制取新技术，可提高离子迁移能力，赢得的抛光致密性高，且离子的种类、高能量、密度、入射角和工作压强可在很宽的以内单一控制。

鉴于此，李平研究论题小组在前期研究论题的细化，创新性地引入了大容量脉冲离子束混和新技术，即大容量脉冲磁过滤阴极弧等离子体溶解（HIPIFCVA）和大容量脉冲磁控溅射（HIPIMS）的混和新技术，制取了以Cr-TiCrSiC-TiCrSiCN为抛光的钛金属氢气包壳。通过对电压、电流、振幅等电参数及气流量等下式的不停检修，借助于了晶态结构、金属材料糖类、界面状态的可控调节。

经检验证实，所制取的非晶/纳米晶Cr-TiCrSiC-TiCrSiCN抛光具有较强的抑止放射能力。对气流量为10sccm条件下制取的样品来进行放射检验，引入He+离子代替中子来进行放射，高能量为50keV，放射施打1*1017ions/cm2。放射后对金属材料的显微导电性来进行检验，注意到抛光的纳米导电性仅变化了6.1%，保持稳定了良好的导电性。同时该抛光还具有优异的抑止摩擦磨损及腐蚀安全和性。

随后，全面性对核氢气包壳抛光来进行温高温锅炉氧化物安全和性检验，表明该核氢气包壳抛光具有良好的温高温锅炉氧化物。检验注意到，900℃锅炉氧化物3600s后，具有抛光的钛金属氢气包壳增重仅为恩材的1/4。

现在，该实质性的共同开发小组已赢得发明专利1项，另外还有2项发明专利正在申请中，赢得中国博士后恩金资助1项。下一阶段，该共同开发小组将继续深入研究论题温交通事故氢气包壳抛光，全面性简化传统工艺参数，通过模拟核氢气包壳金属材料工作生态系统，分析报告其特性、可靠性，为温交通事故氢气包壳的新技术的持续发展提供新的新技术方案。（来源：朝阳区科学新技术信息技术学院）

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