以Mg(OH)2、NH4H2PO4、ZrCl2O·8H2O为原料, 在不同的热处理温度(800 ℃、900 ℃、1 000 ℃、1 100 ℃)下应用固相反应法合成磷酸镁锆(MgZr4,PO4)6(MZP)粉体, 研究了其热重-示差扫描热(TG/DSC)图谱、物相组成、微观形貌和高温电性能。结果表明, 900 ℃处理下可以合成纯相MZP粉体, 且粉体能稳定存在。随着热处理温度的升高, 出现了Zr2O(PO4)2第二相产物, 其物量随着热处理温度的升高而增多。合成的MZP粉末具有2~5 μm大小不等的颗粒状, 表面粗糙, 并有更小颗粒聚集及呈不规则立方体状, 还有极少量的形状为棒状, 表面光滑, 尺寸大小为2 μm的两种形态。随着温度的升高, MZP由于镁离子通道扩散能力的增加, 试样的电导率提高了3个数量级。

喷泉码作为一种信道编码是解决大气对自由空间光通信干扰的重要技术, 而度分布是影响喷泉码性能的关键因素。针对喷泉码的度分布, 首先从原理上分析了鲁棒谷子分布和固定度分布在性能上的不足, 之后改进了固定度分布函数, 提出了一种将滑动鲁棒谷子分布和改进的固定度分布这2种度分布相结合, 并通过一个比例系数进行连接的新型联合度分布设计方案。仿真结果表明, 提出的联合度分布的译码性能要远远高于鲁棒孤子分布和固定度分布。

根据设计, 未来聚变堆等离子体排灰气中除了氘氚还含有以惰性气体为主的杂质气体, 会在钯膜纯化氢同位素的过程中产生不容忽视的浓差极化现象, 降低排灰气的处理效率。针对这一现象, 以氢氦混合气为源项, 研究了钯膜在分离氢氦过程中浓差极化对渗氢性能的影响, 利用极化系数对浓差极化的程度进行评估, 并考察了渗氢驱动力、氦气浓度以及原料气流量对极化系数的影响。结果表明: 在150,300,450 kPa时的H2/He选择性分别为37 460,18 347和7935, 可以看出钯膜致密性良好；浓差极化系数随着渗氢驱动力和氦气浓度的升高而增大, 对于原料气流量的变化则呈现相反趋势。

等离子体排灰气处理系统是聚变反应装置氘氚燃料循环系统中极为重要的环节。该系统的主要功能是从反应后的排灰气中回收剩余的氘氚燃料, 并处理壁材料净化、系统维护等非正常运行模式以及分析与辅助系统中产生的含氚杂质气体。介绍了国际上聚变堆等离子体排灰气的组成和主要处理工艺, 简述了钯膜分离、膜反应及催化反应-膜分离、电解反应、分解反应及氧化-分解等各关键单元技术的基本原理和研究进展, 并进行了分析和评价, 提出了目前国内在该领域需要开展的研究工作。

应用小角X射线散射(SAXS)技术,对乙二醇合成法、浸渍还原法和微波加热法制备的Pt/C催化剂粉体内纳米Pt颗粒的团聚效应进行了研究,得到了不同方法制备的Pt颗粒及其团聚体的特征尺寸、体积分布、表面积变化、团聚程度等信息,并利用透射电镜(TEM)对3种样品进行了测试。实验结果表明:微波加热法制备的催化剂中,Pt颗粒较好地分散于C载体上,且Pt颗粒具有尺度小、分布范围窄、总表面积大和团聚体较少等特征;常规浸渍和乙二醇还原两种方法制备的催化剂中Pt颗粒大小分布相似,但乙二醇还原法制备的催化剂总表面积和团聚体尺度更大,数量也更多。

基于电子与振动近似方法和密度泛函B3LYP理论,对氢原子采用6-311G"基函数,Pt选择赝势基组LanL2DZ,优化得到Pt-H和Pt-H2结构和微观性质,Pt-H分子平衡键长和谐振频率分别为0.1528nm和2336cm-1,与实验值一致.氢气分子吸附于Pt表面反应的Gibbs自由能⊿G0为正值,远大于解离反应⊿G0值,氢气在Pt表面不能以完整分子形式与Pt结合,易于解离成氢原子.计算了氢同位素在Pt表面解离反应的⊿S0,⊿H0,⊿G0和平衡压力,并导出它们与温度的关系.由⊿G=0kJ.mol-1计算得0.1MPa时H2,D2和T2的脱附温度分别为962K,919K和892K,大多数反应Pt-H(D或T)都能稳定存在.

X射线衍射线形与晶体材料的微观结构密切相关.在晶粒尺寸衍射线形和微应变衍射线形可由Voigt函数近似描述的前提下,本文较详细地论述了由X射线衍射线形分析获取晶粒尺寸和位错等微观结构信息的方法.采用这种方法,对乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂进行了X射线衍射线形分析.样品晶粒尺寸分布的对数正态均值为0.95 nm,对数正态方差为0.37.X射线衍射线形分析所得晶粒尺寸分布与透射电镜的测试结果符合较好.对样品的衍射线形积分宽度进行细致的比较,发现存在各向异性展宽现象.如果衍射线的各向异性展宽主要是由伯格斯矢量为1/2〈110〉的位错引起,可进一步计算位错密度值.结果表明,位错组态无论是螺型位错还是刃型位错,位错密度值的量级均约为1015/m2.