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TRISO颗粒SiC层辐照行为与力学性能的分子动力学模拟被引量：1: 2024年; 碳化硅(SiC)材料对TRISO颗粒的安全性能有重要影响,因此有必要对SiC层的辐照行为和力学性能进行研究。本文采用分子动力学模拟对等轴状多晶和长轴状多晶两类SiC层进行辐照行为模拟,计算发现,SiC层的辐照肿胀程度和力学性能的理论值与实验值吻合较好。通过肿胀程度、密度、原子结构类型、点缺陷演化等参量详细考察了SiC层的辐照行为。结果表明,辐照过程中的非晶化存在晶体结构转化为中间态结构,再转化为非晶结构的过程。在辐照早期,点缺陷以C空位、Si间隙原子和C反位原子为主,但在辐照剂量趋于饱和后差异逐渐消失。非晶化和点缺陷演化倾向于从晶界附近开始发展。辐照会导致SiC层力学性能的降低,但在辐照剂量趋于饱和后不再有显著影响。微观分析表明,SiC层力学性能的降低与其在外力作用下的承受能力和塑性变形程度减小、应力应变分布紊乱密切相关。研究结果有助于理解TRISO颗粒SiC层的辐照行为演化和力学性能变化的关系。; 严泽凡刘泽兵田宇刘荣正刘兵邵友林唐亚平刘马林; 关键词：碳化硅力学性能分子动力学

反应堆压力容器防断裂设计的规范法和分析法比较被引量：1: 2013年; 针对AP1000反应堆压力容器的上封头部分,采用规范法计算了反应堆启动和停堆瞬态下表面椭圆形裂纹前沿的应力强度因子。计算结果表明在反应堆启动过程中,上封头外表面裂纹比内表面裂纹更加危险;而停堆过程中,内表面裂纹比外表面裂纹危险。对于远离结构不连续区,环向和径向裂纹前沿的应力强度因子相差不大。但是对于临近结构不连续处,反应堆启动过程中环向裂纹比径向裂纹危险;而停堆过程中,径向裂纹比环向裂纹危险。经评价表明该缺陷符合ASME安全设计的要求。同时建立含真实裂纹的三维有限元模型进行了防断裂分析评价。通过两种方法的对比表明,传统的规范法比有限元方法偏保守。; 田宇雷柏茂史力万力; 关键词：反应堆压力容器有限元方法

SiC材料沉积制备过程的分子动力学模拟: 高温气冷堆(HTGR)采用三元结构各向同性(TRISO)的包覆核燃料,因其固有安全性和高温制氢等应用而著称。TRISO燃料颗粒采用碳化硅(SiC)作为裂变产物的屏蔽层,其对整个颗粒有着重要影响。因此制备高品质的SiC包覆...; 田宇严泽凡刘荣正刘兵邵友林唐亚平刘马林; 关键词：碳化硅气相沉积分子动力学

TRISO颗粒SiC层纳米力学行为的分子动力学模拟: 2024年; 三元结构各向同性(TRISO)颗粒碳化硅(SiC)层在辐照和高温考验后会发生晶粒的相变、断裂和异常长大等现象,这些SiC层的力学行为对TRISO颗粒的安全性研究非常重要。本文采用分子动力学模拟研究SiC层的纳米力学行为和性能。根据实验现象构建了4种典型SiC层结构:服役前3C-SiC、辐照考验后3C-SiC、高温考验后6H-SiC、高温+辐照考验后6H/3C-SiC,并通过载荷-深度曲线、位错演化、应力应变、原子扩散等参量分析了SiC层的纳米力学行为和性能。结果表明,服役后的SiC层在纳米压痕加载过程中的位错间相互作用更少,使塑性变形减少,所以杨氏模量降低。辐照考验后和高温+辐照考验后的SiC层的应力应变在压头正下方的集中程度降低,且应力应变和原子扩散的横向分布程度提高,所以硬度降低;高温考验后的SiC层的应力应变在压头正下方集中程度提高,且应力应变和原子扩散的纵向分布程度提高,所以硬度提高。研究结果对各种类型的SiC层力学行为和性能给出了定量解释,有助于理解SiC层微观结构、力学行为和力学性能之间的关系。; 严泽凡田宇刘马林刘荣正刘兵邵友林唐亚平; 关键词：纳米压痕分子动力学

TRISO颗粒SiC层纳米力学行为的分子动力学模拟: 目前高温气冷堆用TRISO颗粒采用SiC作为屏蔽核裂变产物的重要材料,SiC对TRISO颗粒的力学性能有重要影响。TRISO颗粒SiC层在辐照和高温考验后会发生晶粒的相变、断裂和异常长大等现象,这些SiC层的力学行为对T...; 严泽凡刘泽兵田宇刘荣正刘兵邵友林唐亚平刘马林; 关键词：碳化硅纳米压痕分子动力学

超高温气冷堆燃料元件制备和性能评价研究: 针对未来超高温气冷堆的研发要求,开展了相关燃料元件的设计、新型包覆层制备、TRISO颗粒辐照前高温考验以及辐照后高温考验等多个方面的工作。具体包括对SiC包覆层、ZrC包覆层、NbC包覆层、碳化物复合包覆层的流化床-化学...; 刘马林程心雨刘泽兵王桃葳严泽凡田宇蒋琳杨旭刘荣正邵友林赵宏生唐亚平刘兵; 关键词：燃料元件辐照考验

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田宇