【文章內(nèi)容簡介】 具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 ★ 良好的導(dǎo)熱性能 ★ 良好的熱穩(wěn)定性和輻照穩(wěn)定性 ★ 與冷卻劑相容 ★ 原子密度高 ★ 便于加工，成本低廉? 可用的固體慢化劑： 可用的固體慢化劑有石墨、鈹、氧化鈹和氧化鋯 用于熱中子反應(yīng)堆內(nèi)，使裂變產(chǎn)生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應(yīng)的幾率。 ◆ 慢化劑2. 新能源與新能源材料? 對(duì)液體慢化劑的要求： ★ 熔點(diǎn)在室溫以下，高溫下蒸汽壓要低 ★ 良好的傳熱性能 ★ 良好的熱穩(wěn)定性和輻照穩(wěn)定性 ★ 原子密度高 ★ 不腐蝕結(jié)構(gòu)材料? 常用液體慢化劑： 常用的液體慢化劑有水和重水? 對(duì)反射層材料的要求： ★ 散射截面大 ★ 吸收截面小 ★ 良好的熱穩(wěn)定性和輻照穩(wěn)定性 ★ 與冷卻劑相容 ★ 原子密度高 ★ 便于加工，成本低廉? 常用的反射層材料： 輕水、重水、石墨、鈹、氧化鈹和氧化鋯 在反應(yīng)堆活性區(qū)周圍用來散射從活性區(qū)泄漏出的中子，使其改變方向重新回到活性區(qū)。 ◆ 反射層材料2. 新能源與新能源材料 包括燃料包殼、堆芯構(gòu)件、反應(yīng)堆容器、熱交換器和主回路管道等所用的材料?！? 結(jié)構(gòu)材料2. 新能源與新能源材料● 壓力容器★ 核壓力容器是壓水反應(yīng)堆的第二道安全屏障，其作用是容納冷卻劑、支撐堆芯、密封放射性和維持堆內(nèi)運(yùn)行壓力。是一個(gè)龐大的不可更換的密封殼體，是關(guān)系到反應(yīng)堆安全和壽命的重要部件。 ★ 壓水堆壓力容器的工作在 、 300℃ 左右，并受到中子輻照；★ 是一個(gè)厚大部件（直徑約 34米，高約 1012米，壁厚約 200300 毫米。2. 新能源與新能源材料壓力容器鋼的性能性能要求：強(qiáng)度高、抗高溫腐蝕性能好、抗輻照性能好、能抵抗低周疲勞、 有良好的加工性能和焊接性能。（ 1）拉伸性能要求（ 2）沖擊性能要求 ? a. 基本要求： 參考零塑性溫度應(yīng)小于等于－ 12℃ ，上平臺(tái)能量 ≥130J，壽期末的參考零塑性溫度 應(yīng) ≤93℃ 。 b. 指定試驗(yàn)溫度的韌性要求 2. 新能源與新能源材料奧氏體不銹鋼 （如 300系列） 是壓水堆堆芯容器、熱屏、管道、閥門等的主要選材。高溫強(qiáng)度（500℃ 以上）好、 韌性好、焊接性能好、耐腐蝕，對(duì)高溫水等一般化學(xué)介質(zhì)表現(xiàn)了出色的抗腐蝕性能。但對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感，尤其在含氯離子和氧離子的環(huán)境中；在快中子輻照下會(huì)因硬化、腫脹、蠕變而造成性能下降。 為得到單相奧氏體組織，如只用鎳，含量需高達(dá) 27%，但當(dāng)鉻鎳配合使用時(shí)，在 18%鉻的鋼中加入 8%的鎳就可以得到單一奧氏體組織，再添加少量 Mo、 Cu、 Si等元素提高耐蝕性。就得到 300系列不銹鋼也稱為 188不銹鋼。 2. 新能源與新能源材料耐熱合金 以含鎳或鐵鎳為主的耐熱合金具有良好的高溫抗腐蝕性能，包括 Inconel合金（含 15%Cr， 7%Fe及少量其它元素）； Hastelloy合金（含 1530%Mo,加上 Cr,Fe等）； Incoloy800合金 （含 Ni3235%， Cr2023%, Fe?%）。? Inconel合金因不易發(fā)生應(yīng)力腐蝕，有時(shí)用于堆內(nèi)代替不銹鋼，但由于鎳中所含雜質(zhì)鈷具有很大的中子俘獲截面，且會(huì)生成長壽命同位素鈷 60，因此鎳基合金一般不用于堆芯。? Nimonic鎳基合金 PE16（含 36%Fe, 17%Cr, 3%Mo,1%Ti），其輻照腫脹比不銹鋼低得多，在英國用于快中子堆，作燃料棒的包殼材料。2. 新能源與新能源材料蒸汽發(fā)生器材料發(fā)生的問題2. 新能源與新能源材料 用于制作核反應(yīng)堆控制棒的材料?？刂瓢粼诜磻?yīng)堆中起補(bǔ)償和調(diào)節(jié)中子反應(yīng)性以及緊急停堆的作用。 ? 對(duì)控制材料的要求： ★ 散射截面小 ★ 吸收截面大? 常用的控制材料： 硼、鎘、鉿和某些稀土元素及其合金?！? 控制材料? 硼不僅中子吸收截面高，而且吸收中子的能量范圍較寬，一般以碳化硼或硼鋼作為控制材料。? 鎘的熱中子吸收截面比硼高，但對(duì)超熱中子的吸收截面小，一般制成銀銦鎘合金用于水冷堆。? 鉿不僅對(duì)熱中子和超熱中子有高的吸收截面，且是長壽命的中子吸收體，特別適用于水冷堆。但稀缺、昂貴。2. 新能源與新能源材料 用于衰減反應(yīng)堆芯中產(chǎn)生的各種射線的材料。 反應(yīng)堆產(chǎn)生的輻射中，危害最大的是穿透力大的中子和 γ射線。 ? 對(duì)屏蔽材料的要求： ★ 能夠衰減 γ射線 ★ 使快中子減速而被吸收? 常用的屏蔽材料： 由含有重元素（如鉛）、輕元素（如水中的氫）以及中子吸收劑（如硼）的材料組成。加有重晶石或鐵礦石的混凝土也是常用的屏蔽材料。 ◆ 屏蔽材料2. 新能源與新能源材料 對(duì)伴隨核反應(yīng)而輻射出的粒子進(jìn)行測定，以達(dá)到對(duì)其進(jìn)行有效控制的材料。? 中子探測材料? α射線探測材料? β射線探測材料? γ射線探測材料 ◆ 探測材料2. 新能源與新能源材料核電設(shè)備材料的國產(chǎn)化現(xiàn)狀 核電國產(chǎn)化率，據(jù)媒體報(bào)道，秦山 I 為 55 %；秦Ⅱ 擴(kuò)將達(dá) 70 %，嶺澳 Ⅰ 為 30 %，嶺澳 Ⅱ 的一號(hào)機(jī)組力爭達(dá) 50 %，二號(hào)機(jī)組將達(dá) 70 %。 目前常規(guī)島國產(chǎn)化程度較高，但核島內(nèi)設(shè)備和材料國產(chǎn)化程度較低，核二級(jí)、三級(jí)的部件可國產(chǎn)但核一級(jí)的大型部件多數(shù)靠進(jìn)口，部分在攻關(guān)階段 ,例如反應(yīng)堆壓力容器 (低合金鋼 ) 一重、二重在攻關(guān)核電國產(chǎn)化率已有了很大的提高，但是關(guān)鍵設(shè)備材料的國產(chǎn)化還有很長的路要走。2. 新能源與新能源材料? 定義： 是指在微電子、光電子技術(shù)和新型元器件基礎(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域中所用的材料。? 種類： 單晶硅為代表的半導(dǎo)體微電子材料； 激光晶體為代表的光電子材料； 介質(zhì)陶瓷和熱敏陶瓷為代表的電子陶瓷材料； 釹鐵硼 (NdFeB)永磁材料為代表的磁性材料； 光纖通信材料； 磁存儲(chǔ)和光盤存儲(chǔ)為主的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料； 壓電晶體與薄膜材料； 貯氫材料和鋰離子嵌入材料為代表的綠色電池材料。3. 信息材料? 信息材料的定義 在信息技 術(shù)領(lǐng) 域中，材料和元器件是很 難 截然分開的，信息材料是信息技 術(shù)發(fā) 展的基 礎(chǔ) 和先 導(dǎo) 。? 信息 處 理技 術(shù) 和材料(1) 以 CPU為 核心的 電 子 計(jì) 算機(jī)技 術(shù) 仍是信息 處 理的主要技 術(shù) ；(2) 以硅材料 為 核心的集成 電 路占 90%以上；(3) 大 規(guī) 模硅集成 電 路以 CMOS為 主流技 術(shù) ；(4) 絕緣層 上硅材料 (SOI)對(duì) 微 電 子技 術(shù) 是一個(gè)新的推 動(dòng) 。? 信息技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)主要方面及相關(guān)材料? 信息傳遞技術(shù)和材料 把光子作為信息載體，是用光纖通信代替電纜和微波通信，使信息的傳輸發(fā)生了本質(zhì)性變革。 低損耗的熔石英光纖和長壽命的半導(dǎo)體激光器的研制成功，使光通信成為現(xiàn)實(shí)的可能。3. 信息材料? 信息存儲(chǔ)技術(shù)和材料 數(shù)字化信息存儲(chǔ)的要求為：高存儲(chǔ)密度、高數(shù)據(jù)傳輸率、高存儲(chǔ)壽命、高的擦寫次數(shù)、低價(jià)格設(shè)備投資和低價(jià)格信息位。(1) 固體 (閃 )存儲(chǔ)器； (2) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)外磁存儲(chǔ)技術(shù)；(3) 光存儲(chǔ)技術(shù)； (4) 數(shù)字光盤存儲(chǔ)技術(shù)；(5) 熱記錄方式將向光子記錄方式發(fā)展。3. 信息材料? 信息顯示技術(shù)和材料 各種形式的信息，如文字、數(shù)據(jù)、圖形、圖象和活動(dòng)圖象作用于人和視覺而獲得感知的一種手段為信息顯示技術(shù)。(1) 陰極射管 (CRT)是活動(dòng)圖象的主要顯示手段；(2) 其它顯示技術(shù)在未來將起主要作用 。 近 20至 30年來，平板顯示技術(shù)如液晶顯示技術(shù) (LCD)、場致放射顯示技術(shù)(FED)、等離子體顯示技術(shù) (PDP)和發(fā)光二極管顯示技術(shù) (LED)等有較快的發(fā)展。 隨著高清晰度電視、電視電話、計(jì)算機(jī) (臺(tái)式或可移動(dòng)式 )顯示器、汽車用及個(gè)人數(shù)字化終端顯示等應(yīng)用目標(biāo)的推動(dòng)，顯示技術(shù)正向高分辨率、大顯示容量、平板化、大型化方向發(fā)展。? 信息獲取技術(shù)和材料 信息的獲取主要用探測器和傳感器兩種方式。(1) 探測器材料 光電探測器按光電轉(zhuǎn)換方式可分為光電導(dǎo)型、光生伏打型 (勢壘型 )和熱電偶型。光電轉(zhuǎn)換中根據(jù)探測的光子波長，分為狹能隙半導(dǎo)體材料 (紅外 )和寬能隙半導(dǎo)體材料 (可見和近紫外 )。(2) 傳感器材料 a. 半導(dǎo)體傳感器材料； b. 光纖傳感器材料。3. 信息材料? 激光材料和光功能材料(1) 激光材料 激光的誕生使人們有了一個(gè)高亮度的相干光源，在信息技術(shù)的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)中，都離不開激光器。a. 半導(dǎo)體激光器； b. 中遠(yuǎn)紅外半導(dǎo)體激光器；c. 高功率半導(dǎo)體激光器； d. 可調(diào)諧固體激光器；e. 光纖放大器； f. 光纖激光器。(2) 光功能材料a. 非線性晶體； b. 三次非線性光學(xué)材料； c. 半導(dǎo)體飽和吸收阱 (SESAM)。 信息技術(shù)產(chǎn)品中材料與元器件是很難分的，特別像薄膜材料，往往是多層膜結(jié)構(gòu)而組成器件。具有規(guī)模生產(chǎn)的信息材料和元件產(chǎn)業(yè)大致上可分為以集成電路為基礎(chǔ)的微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)和以光通信、光存儲(chǔ)、光電顯示為基礎(chǔ)的光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體集成電路芯片是微電子技術(shù)的主流產(chǎn)品。用銅代替鋁作布線和用氮化物代替二氧化硅作絕緣層，可能是今后在 IC生產(chǎn)工藝上的兩大革新。 電子信息材料的總體發(fā)展趨勢是向著大尺寸、高均勻性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向發(fā)展。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿包括柔性晶體管、光子晶體、 SiC、 GaN、 ZnSe