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《电子科技大学》 2010年
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阻氚涂层用氧化物纳米粉体的湿化学方法制备与研究

李华伟  
【摘要】: 氚是热核武器和可控热核反应堆的主要燃料,其在大多数金属材料中具有强的渗透性和扩散性,氚渗透会引起一系列问题。经过多年研究,目前世界上普遍认为在不锈钢表面建立阻氚渗透涂层是解决氚渗透比较可行的方法。氧化物涂层一直是阻氚渗透涂层中研究热点,而纳米技术可以明显改善涂层各方面性能,因此本论文拟针对阻氚渗透涂层用氧化物纳米材料的制备展开研究,重点研究制备工艺条件对纳米粉体的形貌、结构的影响,最终利用纳米粉体制备涂层并验证其阻氚渗透效果。 本文采用水热法、溶胶-凝胶法这俩种简单湿化学工艺制备YSZ纳米粉体。对水热法的矿化剂浓度、水热温度、水热时间做了研究,结果表明,在矿化剂浓度为10mol/L、水热温度、时间分别为250℃、48h时,得到的YSZ粉体结晶最好。对溶胶-凝胶法的热处理温度做了研究,结果表明500℃时为最佳处理温度,可得到粒径为50nm左右的颗粒,该YSZ纳米粉体适合用于制备涂层。 本论文采用水热法、均相沉淀法俩种简单湿化学工艺制备了Er2O3纳米粉体。在水热法中,对水热温度、水热时间、以及焙烧对粉体的影响作了研究。结果表明,在水热温度为140℃,水热时间为16h时,可以得到长径比15:1~20:1分散均匀的氧化铒粉体。水热产物在700℃下焙烧之后,可得到结晶良好的纯净氧化铒。均相沉淀法可以成功制备分散均匀、形貌规整的纳米Er2O3粉体,在700℃焙烧温度下所得的氧化铒粉体,结晶最好,粒径在100~200nm之间,该Er2O3纳米粉体适合用于制备涂层。 在得到适合制备涂层的YSZ和Er2O3两种纳米粉体的基础上,用简单工艺在金属基底上制备涂层,并测试其阻氚渗透性能,验证两种氧化物的阻氚渗透效果。结果表明,YSZ涂层阻氚渗透效果非常微弱,而Er2O3涂层的阻氚渗透效果明显,但性能仍低于国际先进水平。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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