等离子喷涂碳化硼/钼涂层氚的滞留性能研究(英文)

林初城¹，朱慧颖²，MASAO Matsuyama³，王虎⁴，黄利平¹，郑学斌¹，曾毅²

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所,特种无机涂层重点实验室2. 中国科学院上海硅酸盐研究所,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室3. 富山大学氢同位素研究中心4. 上海市计量测试研究院

摘 要：为了保证核能源的使用安全,对氚在第一壁材料表面的滞留数量以及深度进行定量表征非常重要。在本研究中,制备了一系列潜在的第一壁材料B4C/Mo涂层,并采用成像板(IP)和β射线激发X射线(BIXS)法对其表面的氚滞留情况进行了测定。IP图像表明,涂层表面吸附的氚含量遵循以下顺序:B4C>BM15>BM5>Mo。而BIXS结果进一步表明,对于B4C涂层,大部分氚扩散到了涂层内部;而对于其他三种涂层,氚仅在其表面发生吸附。扫描电镜(SEM)结果显示,B4C涂层气孔率最高,而其他三种涂层尽管气孔率较低,但其截面仍能观察到大量气孔和微裂纹的存在。涂层中的这些缺陷为氚的吸收和扩散提供了通道,而气孔与微裂纹的尺寸最终决定了氚在涂层表面的吸附数量。实验结果还表明,涂层杂质成分Ti的存在也对氚的滞留产生了一定影响。

关键词：碳化硼/钼;第一壁材料;氚;X射线光谱法;