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Effect of Tensile Strength on the Microstructure of Graphite Impregnated with Salt Revealed by In Situ Synchrotron-Based Two-Dimensional X-ray Diffraction.
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2019-02-27 , DOI: 10.1021/acsomega.8b03329 Jiamin Wang 1, 2 , Shanglei Feng 1, 3, 4 , Yingguo Yang 1, 3, 4 , Hui Tang 1 , Xiangdong Liu 2 , Huihao Xia 1 , Yong Wang 1, 3 , Xingtai Zhou 1, 4
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2019-02-27 , DOI: 10.1021/acsomega.8b03329 Jiamin Wang 1, 2 , Shanglei Feng 1, 3, 4 , Yingguo Yang 1, 3, 4 , Hui Tang 1 , Xiangdong Liu 2 , Huihao Xia 1 , Yong Wang 1, 3 , Xingtai Zhou 1, 4
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Owing to the inhomogeneous distribution of FLiNaK salt impregnated into graphite which is observed by scanning electron microscopy and an element probe micro-analyzer, a map scan of in situ real-time tensile synchrotron-based two-dimensional X-ray diffraction (2D-XRD) at several fixed external forces was implemented to reveal the local microstructure evolution of graphite and FLiNaK salt. Notably, a stress concentration area (SCA), that is, the main interaction area between graphite and salt, was found and then transformed from one region to another region because of the unbalanced squeeze interaction between graphite and FLiNaK salt with the increase of external force. During the external stress load process, a smaller grain size, poorer crystallinity of graphite and a larger grain size, better crystallinity of FLiNaK salt appear in the SCA; meanwhile, the changes of crystallographic preferred orientation of FLiNaK salt domains in SCA imply that the external load force makes better the ordered stacking of the larger crystal grains of the FLiNaK salt impregnated into graphite. Most importantly, we have found for the first time that the fracture position of graphite impregnated with FLiNaK salt always occurs near the SCA rather than at a fixed region under the external stress load. Thus, the present study not only helps to reveal the interaction mechanism between graphite and FLiNaK salt under the external stress load but also contributes to accurately predict and analyze the stress state of components, which would have an effective impact on the design of a molten salt reactor and the reliability of the component safety assessment.
中文翻译：
拉伸强度对基于同步加速器的二维X射线衍射揭示的含盐石墨的微观结构的影响。
由于通过扫描电子显微镜和元素探针显微分析仪观察到的浸渍在石墨中的FLiNaK盐的分布不均匀，因此基于原位实时拉伸同步加速器的二维X射线衍射（2D-XRD）进行了图谱扫描）在几个固定的外力作用下被实施，以揭示石墨和FLiNaK盐的局部微观结构演变。值得注意的是，由于石墨和FLiNaK盐之间的挤压力不平衡且外力增加，因此发现了应力集中区域（SCA），即石墨和盐之间的主要相互作用区域，然后从一个区域转换到另一个区域。 。在外部应力载荷过程中，SCA中会出现较小的晶粒尺寸，较差的石墨结晶度和较大的晶粒尺寸以及FLiNaK盐结晶度。同时，SCA中FLiNaK盐域的晶体学优选取向的变化表明，外载荷使浸渍到石墨中的FLiNaK盐的较大晶粒更好地有序堆积。最重要的是，我们首次发现，用FLiNaK盐浸渍的石墨的断裂位置总是在SCA附近而不是在外部应力载荷下的固定区域发生。因此，本研究不仅有助于揭示石墨与FLiNaK盐在外应力作用下的相互作用机理，而且有助于准确预测和分析构件的应力状态，这将对熔盐的设计产生有效影响。反应堆及部件安全性的可靠性评估。SCA中FLiNaK盐域的晶体学优选取向的变化表明，外部负载力使浸渍到石墨中的FLiNaK盐的较大晶粒更好地有序堆积。最重要的是，我们首次发现，用FLiNaK盐浸渍的石墨的断裂位置总是在SCA附近而不是在外部应力载荷下的固定区域发生。因此，本研究不仅有助于揭示石墨与FLiNaK盐在外应力作用下的相互作用机理，而且有助于准确预测和分析构件的应力状态，这将对熔盐的设计产生有效影响。反应堆及部件安全性的可靠性评估。SCA中FLiNaK盐域的晶体学优选取向的变化表明，外部负载力使浸渍到石墨中的FLiNaK盐的较大晶粒更好地有序堆积。最重要的是，我们首次发现，用FLiNaK盐浸渍的石墨的断裂位置总是在SCA附近而不是在外部应力载荷下的固定区域发生。因此，本研究不仅有助于揭示石墨与FLiNaK盐在外应力作用下的相互作用机理，而且有助于准确预测和分析构件的应力状态，这将对熔盐的设计产生有效影响。反应堆和部件安全性的可靠性评估。
更新日期：2019-02-27
中文翻译：
拉伸强度对基于同步加速器的二维X射线衍射揭示的含盐石墨的微观结构的影响。
由于通过扫描电子显微镜和元素探针显微分析仪观察到的浸渍在石墨中的FLiNaK盐的分布不均匀，因此基于原位实时拉伸同步加速器的二维X射线衍射（2D-XRD）进行了图谱扫描）在几个固定的外力作用下被实施，以揭示石墨和FLiNaK盐的局部微观结构演变。值得注意的是，由于石墨和FLiNaK盐之间的挤压力不平衡且外力增加，因此发现了应力集中区域（SCA），即石墨和盐之间的主要相互作用区域，然后从一个区域转换到另一个区域。 。在外部应力载荷过程中，SCA中会出现较小的晶粒尺寸，较差的石墨结晶度和较大的晶粒尺寸以及FLiNaK盐结晶度。同时，SCA中FLiNaK盐域的晶体学优选取向的变化表明，外载荷使浸渍到石墨中的FLiNaK盐的较大晶粒更好地有序堆积。最重要的是，我们首次发现，用FLiNaK盐浸渍的石墨的断裂位置总是在SCA附近而不是在外部应力载荷下的固定区域发生。因此，本研究不仅有助于揭示石墨与FLiNaK盐在外应力作用下的相互作用机理，而且有助于准确预测和分析构件的应力状态，这将对熔盐的设计产生有效影响。反应堆及部件安全性的可靠性评估。SCA中FLiNaK盐域的晶体学优选取向的变化表明，外部负载力使浸渍到石墨中的FLiNaK盐的较大晶粒更好地有序堆积。最重要的是，我们首次发现，用FLiNaK盐浸渍的石墨的断裂位置总是在SCA附近而不是在外部应力载荷下的固定区域发生。因此，本研究不仅有助于揭示石墨与FLiNaK盐在外应力作用下的相互作用机理，而且有助于准确预测和分析构件的应力状态，这将对熔盐的设计产生有效影响。反应堆及部件安全性的可靠性评估。SCA中FLiNaK盐域的晶体学优选取向的变化表明，外部负载力使浸渍到石墨中的FLiNaK盐的较大晶粒更好地有序堆积。最重要的是，我们首次发现，用FLiNaK盐浸渍的石墨的断裂位置总是在SCA附近而不是在外部应力载荷下的固定区域发生。因此，本研究不仅有助于揭示石墨与FLiNaK盐在外应力作用下的相互作用机理，而且有助于准确预测和分析构件的应力状态，这将对熔盐的设计产生有效影响。反应堆和部件安全性的可靠性评估。
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