元素掺杂改善钛基金属氚化物固氦性能研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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元素掺杂改善钛基金属氚化物固氦性能研究

项目名称：元素掺杂改善钛基金属氚化物固氦性能研究
项目类别：面上项目
批准号：50871106
申请代码：E0104
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2011-12-31

项目负责人：彭述明
负责人职称：研究员
依托单位：中国工程物理研究院核物理与化学研究所
批准年度：2008

中文摘要：

采用第一性原理计算了研究了掺杂V、Cu、Mo对钛基金属氚化物晶体结构、稳定性等的影响，对掺杂V、Mo和Hf的钛基合金进行了贮氢性能实验。结果表明，掺杂不会显著改变钛基金属氚化物的热稳定性，但有利于提高其力学性能；随氢含量增加，氚化钛fcc结构稳定性降低。第一性原理计算He含量对fcc结构氚化钛力学性能和氦团簇形核过程的影响发现，He对其力学性能影响显著，氦团簇形核表现出各向异性。采用第一性原理计算结合热分析实验，研究了氦原子在氚化钛中的扩散行为，分析了空位和掺杂元素（V、Mo）对其扩散激活能的影响，获得了He在fcc结构氚化钛中的扩散路径（T1-T2和T-O-T），并发现四面体间隙的氢占位情况会显著影响其扩散激活能，掺杂Mo元素会提高其扩散势垒。采用多种实验手段重点研究了掺杂元素对钛基氚化物静态氦释放、加速释放阈值和晶格结构变化的影响。关联实验和理论模拟结果，认识了掺杂对其氦释放动力学影响规律，证实了掺杂改善钛基贮氚材料固氦性能的可行性，国际上首次获得了固氦能力提高近70％的掺杂样品，为预测和提高材料的固氦能力提供了关键的技术基础，在核能开发和国防领域具有十分重要的应用价值。

中文主题词：钛；金属氚化物；氦；时效；掺杂

结论摘要：

英文主题词titanium；metal hydrid; helium; aging effect; dopant

成果综合统计