课程介绍
SiC 基材料作为熔盐反应堆中燃料球包覆材料和控制棒套管的候选材料，与高温液态氟化盐燃料直接 接触，因此高温、辐照以及强腐蚀环境对其的影响直接关系到它的服役性能。 本文利用离子束辐照模拟中子辐照在 SiC 中引入辐照损伤，然后将其放于静态高温 FLiNaK 熔盐 （650℃）中进行腐蚀，采用 TEM、SEM、AFM、Raman 和 XPS 等多种测试表征手段，研究了辐照损伤对 SiC 材料抗熔盐腐蚀性能的影响。 研究发现未辐照的单晶 SiC 具有优异的抗熔盐腐蚀性能，但辐照确实能促进 SiC 在高温熔盐中的腐蚀。 常温低剂量辐照（< 0.3 dpa）的样品几乎不腐蚀，而当剂量达到 3 dpa 时样品出现非晶化时，辐照显著地促 进了 SiC 的腐蚀，存在促进 SiC 腐蚀的 dpa 阈值，并且在 166 h 腐蚀时间内 3 dpa 样品腐蚀深度≤辐照深度。 AFM 和 Raman 光谱的结果表明 SiC 材料腐蚀之后，有 C-C 化学键和富 C 区域的形成，并且同时有 Si 离子 的流失。SEM 和 TEM 对辐照腐蚀样品表面和截面的 EDS 分析指出 O 元素在腐蚀层也有明显的分布，但 在未腐蚀层几乎没有分布，因此 O 元素也参与到辐照促进 SiC 腐蚀过程中。 最后，探讨了辐照促进 SiC 腐蚀的机理，这为熔盐堆中耐辐照与腐蚀的 SiC 基材料的研发和工程化应 用提供依据。
长沙市工商行政管理局