特邀报告原位重离子辐照固体润滑薄膜结构损伤与失效机理研究
编号：17
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更新：2024-04-26 19:56:37
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摘要
第四代核反应堆作为具有重大战略意义和创新价值的高效低碳能源技术，其控制棒驱动机构（CRDM）表面固体润滑材料的中子辐照损伤与寿命退化是制约核能系统安全运行的瓶颈问题。核辐照损伤会加速CRDM工作表面磨损，严重时可导致摩擦副运动受限甚至发生抱死，直接危及反应堆的安全与运行。但目前国际上针对固体润滑材料在核辐照环境下的结构损伤与性能演化规律研究，大多采用静态辐照-离位摩擦的研究方法，在此情况下转移膜的形成及结构演变过程仅受薄膜本体辐照损伤累积的影响，即体现为静态辐照条件下的离位总剂量效应，其演变过程缺少两个重要的辐照环境变量，即粒子辐照能量和辐照剂量。这很大程度制约了人们对真实服役环境中摩擦化学反应及其物理本质的准确认识。为此，本文自主设计了原位球盘摩擦装置，可方便搭载在我国高能粒子辐照平台并重构辐照–摩擦耦合环境，开展不同辐照能量、剂量、载荷、滑动速度等服役条件的原位摩擦实验。在此基础上，全面考察了PAO、环戊烷、离子液体等润滑油，以及碳基薄膜、MoS2基复合薄膜在辐照-摩擦耦合环境下的结构性能演化规律及构效关系。相关研究成果可为发展新型高性能核级固体润滑材料提供理论指导，为拓展极端工况摩擦学理论与学科体系，提升核电、核动力装备关键零部件配套能力，满足能源、国防等重大战略需求提供理论参考。
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