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碳化硅复合包壳稳态应力与失效概率分析
被引量：
1
1
作者
郝祖龙
易柏全
+1 位作者
王升飞
玉宇
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期810-817,共8页
碳化硅(SiC)复合包壳是未来轻水堆耐事故燃料包壳候选方案之一。以三层和双层结构SiC包壳为研究对象,研究了稳态工况下SiC包壳的应力分布及失效概率估算问题。基于线弹性力学理论和材料辐照肿胀特性,考虑包壳内外压力差、径向温度梯度...
碳化硅(SiC)复合包壳是未来轻水堆耐事故燃料包壳候选方案之一。以三层和双层结构SiC包壳为研究对象,研究了稳态工况下SiC包壳的应力分布及失效概率估算问题。基于线弹性力学理论和材料辐照肿胀特性,考虑包壳内外压力差、径向温度梯度与辐照肿胀三种因素,并引入SiC复合材料假塑性行为,经合理简化后给出了适用于多层结构的包壳应力分布通用模型,通过比较模型解析解与数值模拟结果,验证了多层包壳应力计算模型的有效性。同时讨论了SiC复合包壳的层厚比对材料应力分布的影响。采用Weibull分布模型对寿期末高燃耗工况下的SiC包壳失效概率进行了估算,结果表明,双层SiC包壳的失效概率最低可达10^(-12),明显低于三层SiC包壳的失效概率,有助于SiC结构优化。同时,也验证了停堆工况时的环向和轴向应力激增。
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关键词
压水堆
碳化硅包壳
复合材料
应力分布
失效概率
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职称材料
常温C^(4+)辐照对多晶HIP-SiC力学性能的影响
2
作者
易柏全
刘旭东
郝祖龙
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期2601-2606,共6页
热等静压(HIP)法具有提高材料致密度、抑制晶粒生长、避免晶粒取向等优点,常用于制备多晶6H-SiC材料。为探究HIP法制备的多晶6H-SiC辐照损伤特性,评价HIP工艺下碳化硅材料作为耐事故燃料包壳的可行性,以多晶6H-SiC为研究对象,分析样品...
热等静压(HIP)法具有提高材料致密度、抑制晶粒生长、避免晶粒取向等优点,常用于制备多晶6H-SiC材料。为探究HIP法制备的多晶6H-SiC辐照损伤特性,评价HIP工艺下碳化硅材料作为耐事故燃料包壳的可行性,以多晶6H-SiC为研究对象,分析样品辐照前后的性能、结构等变化。为防止其他元素对实验造成影响,实验采用的辐照离子为C ^(4+),辐照剂量为1.8 dpa和5 dpa,并设置1组未辐照样品作对比。通过运用SEM、纳米压痕、XRD、拉曼光谱等测试分析多晶6H-SiC在离子辐照前后表面特征和性能参数的变化。研究结果表明,样品材料元素成分占比无明显变化,而硬度略有下降,晶格呈现损伤现象,但辐照很快趋于饱和且结构上未发生改变。因此从离子辐照方面分析,整体上HIP制备的多晶6H-SiC抗辐照能力较强,具有作为未来事故容错燃料基体的可能性。
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关键词
耐事故燃料包壳
HIP-SiC
离子辐照
性能表征
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职称材料
题名
碳化硅复合包壳稳态应力与失效概率分析
被引量：
1
1
作者
郝祖龙
易柏全
王升飞
玉宇
机构
华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室
出处
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期810-817,共8页
基金
北京市自然科学基金资助项目(1192016)
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2020MS031)。
文摘
碳化硅(SiC)复合包壳是未来轻水堆耐事故燃料包壳候选方案之一。以三层和双层结构SiC包壳为研究对象,研究了稳态工况下SiC包壳的应力分布及失效概率估算问题。基于线弹性力学理论和材料辐照肿胀特性,考虑包壳内外压力差、径向温度梯度与辐照肿胀三种因素,并引入SiC复合材料假塑性行为,经合理简化后给出了适用于多层结构的包壳应力分布通用模型,通过比较模型解析解与数值模拟结果,验证了多层包壳应力计算模型的有效性。同时讨论了SiC复合包壳的层厚比对材料应力分布的影响。采用Weibull分布模型对寿期末高燃耗工况下的SiC包壳失效概率进行了估算,结果表明,双层SiC包壳的失效概率最低可达10^(-12),明显低于三层SiC包壳的失效概率,有助于SiC结构优化。同时,也验证了停堆工况时的环向和轴向应力激增。
关键词
压水堆
碳化硅包壳
复合材料
应力分布
失效概率
Keywords
Pressurized water reactor
SiC fuel cladding
SiCf/SiC composite
Stress distributions
Failure probabilities
分类号
TL352.1 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
常温C^(4+)辐照对多晶HIP-SiC力学性能的影响
2
作者
易柏全
刘旭东
郝祖龙
机构
华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期2601-2606,共6页
基金
北京市自然科学基金(1192016)
中央高校基本科研业务费专项资金(2020MS031)。
文摘
热等静压(HIP)法具有提高材料致密度、抑制晶粒生长、避免晶粒取向等优点,常用于制备多晶6H-SiC材料。为探究HIP法制备的多晶6H-SiC辐照损伤特性,评价HIP工艺下碳化硅材料作为耐事故燃料包壳的可行性,以多晶6H-SiC为研究对象,分析样品辐照前后的性能、结构等变化。为防止其他元素对实验造成影响,实验采用的辐照离子为C ^(4+),辐照剂量为1.8 dpa和5 dpa,并设置1组未辐照样品作对比。通过运用SEM、纳米压痕、XRD、拉曼光谱等测试分析多晶6H-SiC在离子辐照前后表面特征和性能参数的变化。研究结果表明,样品材料元素成分占比无明显变化,而硬度略有下降,晶格呈现损伤现象,但辐照很快趋于饱和且结构上未发生改变。因此从离子辐照方面分析,整体上HIP制备的多晶6H-SiC抗辐照能力较强,具有作为未来事故容错燃料基体的可能性。
关键词
耐事故燃料包壳
HIP-SiC
离子辐照
性能表征
Keywords
accident-tolerant fuel cladding
HIP-SiC
ion irradiation
performance characterization
分类号
TL341 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
碳化硅复合包壳稳态应力与失效概率分析
郝祖龙
易柏全
王升飞
玉宇
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
常温C^(4+)辐照对多晶HIP-SiC力学性能的影响
易柏全
刘旭东
郝祖龙
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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