理解玻璃的硬度和抗碎裂性与结构的关系对制备高硬耐摔功能玻璃具有重要的理论指导意义。为探究铝酸钙(CaO-Al2O3)准二元玻璃硬度和抗碎裂性随CaO含量的变化规律,采用激光加热气动悬浮方法,制备了组分为xCaO(100-x)Al2O3(x=42.3、50.0、63.1、75.0,摩尔分数)的系列玻璃样品。利用显微维氏硬度仪、激光共聚焦显微拉曼光谱仪、X-射线衍射仪和魔角旋转固体核磁共振波谱仪,对制备的铝酸钙准二元玻璃的硬度、抗碎裂性和结构进行了详细的表征。结果表明随着CaO含量增加,玻璃硬度逐渐下降,于x=42.3时硬度最大(8.09 GPa);而玻璃的抗碎裂性随CaO含量增加先降低后急剧增加,并于x=42.3时表现出最大的抗碎裂性(11.8 N)。随着CaO含量增加,平均键能的下降是玻璃硬度下降的原因;高铝含量(x=42.3)的铝酸钙玻璃中部分铝以五配位形式存在,在承受载荷冲击过程中容易改变配位数来...

孔隙率和饱水度是影响混凝土耐久性的两个重要因素。为研究密封绝湿养护混凝土孔隙率和饱水度的变化规律,制备了不同龄期、不同水胶比的水泥砂浆试件,采用传统称重法、压汞法和核磁共振法测试孔隙率和饱水度。试验表明:3种方法测试结果的变化规律一致,但测值存在一定差异;对于孔隙率,称重法检测值最大,核磁共振法次之,压汞法检测值最小;对于饱水度,核磁共振法检测值大于称重法。在密封养护状态下,水泥砂浆孔隙率以14 d龄期为界随龄期增加表现为先增大后减小,且水胶比为0.41的试件孔隙率最大,最大孔隙率为39%;饱水度以14 d龄期为界随龄期增加表现为先减小后增大,且随水胶比增大而增大,最小饱水度为32%。压汞法检测结果具有一定随机性,传统称重法和核磁共振法检测结果更接近试件真实孔隙率。

电气贯穿件是核反应堆内的专用电气设备,玻璃-金属密封型电气贯穿件具有优异的密封性能、耐高温性能和长服役寿命而被应用于第四代核反应堆。电气贯穿件的密封性能与玻璃中的应力紧密相关,适当的应力是保证其在严苛环境中实现有效密封的关键因素,因此,应力的有效测量一直是学者关注的重点。首先,对电气贯穿件的结构做了说明,并讨论了应力对玻璃-金属封接的影响,应力的大小决定了玻璃-金属界面承压能力的强弱,并且会影响电气贯穿件的服役寿命。其次,重点阐述了压痕技术、光纤布拉格光栅传感器技术、荧光光谱技术等玻璃-金属封接中应力测量方法的研究进展,还介绍了有限元模拟方法在表征应力方面的应用。最后,对未来研究工作进行了展望。

为开发具备大流动性、高强度和高耐久性能的高整体容器黏接填充密封材料,并使其能满足在低中放射性废物处置过程中多种严酷环境下服役300年的要求,本文以硅酸盐水泥、硅灰为胶凝材料,磨细石英砂为惰性填充材料,通过颗粒最紧密堆积原理获取初步配方,并以硅微粉替代部分水泥后,研究硅微粉对密封材料流变性能、孔隙结构、力学性能、耐久性能以及氮气渗透系数的影响。结果表明:硅微粉提高了密封材料的流动度及流变性能,降低了28和56 d的孔隙率,提高了劈裂抗拉强度、抗收缩性能、抗化学侵蚀性能、抗渗性能以及抗冻性能,但对其抗压强度及静弹性模量作用不明显。加入10%(质量分数)硅微粉的密封材料各项性能均优于国家标准要求,可以满足在严酷环境下安全服役300年要求。

提出了一种新型陶瓷增材制造方法,浆料由陶瓷粉末、有机粘结剂和去离子水构成,单层生坯的加工过程包括铺料、冷冻和激光扫描,层层累积成型后,将冻结状态坯体置于冷冻干燥机中干燥,得到陶瓷生坯;分析了激光加工参数和浆料固含量对于激光扫描过程的影响。结果表明采用激光扫描图形轮廓的方式,避免了激光辐照对材料内部结构的破坏;通过与冷冻干燥技术的结合,充分保留了片层状的孔隙结构;随着激光能量密度的增大,激光扫描线的宽度和激光切割的深度增大;随着浆料固含量的增加,受陶瓷颗粒对激光能量产生散射作用的影响,激光的切割深度减小。