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1、核能是一種重要的新能源,而核材料是實(shí)現(xiàn)核反應(yīng)堆安全、高效運(yùn)行的重要保障。由于核材料的研究受到苛刻的實(shí)驗(yàn)條件限制,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)嘗試的傳統(tǒng)材料研究方法不適合于核材料的研發(fā)。為了設(shè)計(jì)高性能的核材料,有必要掌握其相圖和熱力學(xué)信息。本論文基于相圖計(jì)算的CALPHAD方法,對(duì)U-X(X:As,Zn,Ta),Th-X(X:Au,Pb,Be,W)和Pu-X(X:Fe,Pt,Cd,W)各二元系的相圖以及U-Zr-Ti和Zr-Fe-Cr三元系相圖進(jìn)行了熱力
2、學(xué)優(yōu)化與計(jì)算,并對(duì)核燃料元件不銹鋼包殼材料的主要成分Zr、Fe和Cr所組成的三元系合金相圖進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定,主要研究工作如下:
(1)系統(tǒng)地收集、整理和分析了U-X(X:As,Zn,Ta),Th-X(X:Au,Pb,Be,W)和Pu-X(X:Fe,Pt,Cd,W)各二元系的熱力學(xué)信息和實(shí)驗(yàn)相圖數(shù)據(jù),首次優(yōu)化與計(jì)算了U-X(X:As,Zn,Ta),Th-X(X:Au,Pb,Be,W)和Pu-X(X:Fe,Pt,Cd,W)共計(jì)11個(gè)
3、二元系的相圖,并與實(shí)驗(yàn)信息取得了良好的一致性。
(2)基于文獻(xiàn)報(bào)道的U-Zr-Ti三元系的實(shí)驗(yàn)相圖信息,首次優(yōu)化計(jì)算了U-Zr-Ti三元系的相平衡。同時(shí),本研究也測(cè)定了Zr-Fe-Cr三元系(核燃料元件包殼材料的主要成分元素)于1100℃和1200℃的等溫截面相圖,并進(jìn)行了熱力學(xué)優(yōu)化與計(jì)算。
(3)本研究進(jìn)一步完善了本實(shí)驗(yàn)室建立的核材料相圖熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。以該數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),本研究通過(guò)理論計(jì)算對(duì)U-Zr-Pu-Ti-V五
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