等离子喷涂碳化硼/钼涂层氚的滞留性能研究

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。