高效慢化材料氢化锆裂纹扩展的研究

氢化锆能够减小堆芯重量和体积、缩短启动时间，是一种理想的空间反应堆用中子慢化剂材料。控制锆块氢化过程中裂纹的形成，是制备高氢含量、无裂纹的氢化锆块材的一大难题。拟对有关二元、三元体系热力学模型进行研究，采用扩散偶方法补充短缺的实验数据，通过优化技术建立三元系热力学模型。用扩散偶方法测定不同时间各组元在界面上的分布梯度以弥补不足的实验数据，然后用Dictra软件优化出短缺的迁移率参数，建立二元、三元体系迁移率数据库。利用CALPHAD技术中以低元系预测高元系相图和扩散系数的方法，预测同时添加不止一个元素时产物的相结构以及效果。利用氢化实验验证预测结果，制备高氢含量、无裂纹的氢化锆块材。采用实验和计算相结合的方法确定制备高氢含量、无裂纹且符合核物理性能的氢化锆块材的原料组成以及制备工艺条件。