不同真空环境及壁条件下液态锂对基底材料表面的浸润性的研究

来源 :中国真空学会2014年年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wrxingmail
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  流动的液态锂第一壁具有等离子体轰击下高热负荷的输运能力,解决了固态第一壁的腐蚀损伤问题,延长了第一壁的使用寿命[1]。目前流动的液态锂第一壁的研究正受到越来越多的重视。但是通过前期的台面实验及HT-7 托卡马克液态锂限制器实验发现液态锂对限制器表面的表面浸润性较差[2],需要开展一系列的台面实验研究改善液态锂浸润性的方法。实验构建了一套液态锂的浸润实验平台,在真空室内或氩气充入的手套箱内开展液态锂的浸润实验,通过锂的注入系统将液态锂滴到基底表面,利用高真空或氩气环境阻止液态锂表面的氧化变性,通过一系列的测量手段测量液态锂的浸润性。通过开展不同壁条件下锂的浸润实验发现,在真空条件较差的条件下(2×10-1Pa),锂滴表面迅速的氧化变质,形成硬壳状结构,使的浸润角不再变化,严重影响实验开展。当真空条件<5×10-2Pa,水含量较高时,液态锂滴表面的颜色先变乳白色,然后逐渐变黑,使得液态锂的浸润实验也很难进行下去。通过较长时间的烘烤处理,使得真空条件<10-3Pa,水含量较低时,液态锂的浸润实验得以顺利开展。实验比较了不同壁条件下液态锂对基底材料的浸润,通过对基底材料长时间的烘烤、锂化镀膜及辉光壁处理等都能有效地的改善液态锂对基底材料表面的浸润。同时比较了不同基底材料表面上液态锂的浸润性,发现钼材料的浸润性要好于不锈钢材料。通过在手套箱中开展的氩气保护下的液态锂浸润性实验发现,氩气保护条件下视乎具有更好的浸润性,这可能是氩气阻止了锂与真空室内的水反应的缘故。通过对不同真空环境及壁条件下液态锂对基底材料浸润性的研究,为未来的EAST 流动的液态锂限制器实验中液态锂对限制器表面的浸润改善提供了实验及数据的积累,为实验的顺利开展打下了良好的基础。
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