铀及其合金表面防护技术的概况及展望

铀作为核能材料,应用很广泛.但铀的化学性质非常活泼,极易腐蚀,研究者们对其表面防护技术进行了许多研究,总结了铀及其合金各种表面防护技术的发展及应用,并对未来的发展趋势进行了展望.     

铀的表面防腐技术研究进展

金属铀因具有优异的放射性能在国防和核能领域具有重要的战略价值。然而,由于铀具有高的反应活性,在大气环境中极易被腐蚀。在众多防腐技术中,表面处理技术被广泛用来提高铀的耐腐蚀性能。聚焦铀表面防腐的需求,重点综述了表面合金化、电镀、离子注入、离子镀等铀的防腐技术的研究进展,并针对不同技术目前面临的难题,展望了其未来的发展。近年来,离子注入、离子镀技术成为铀防腐领域的研究重点,具有很大的发展潜力。然而,金属铀的防腐性能仍需更进一步提高,复合沉积技术可以结合各种技术的优点,有望制备出耐蚀性更好的铀表面防腐涂层。此外,高功率脉冲磁控溅射技术在防腐领域拥有较大的应用潜力,是制备铀表面高性能防腐涂层的潜在方法,值得进一步研究。另一方面,合理利用铀的氢化腐蚀特性,可能使该材料成为一种优秀的储氢材料。     

铀铌合金结构及性能调控研究进展

铀铌合金作为一种重要的核工程材料,因其较高的密度、优异的耐蚀性能和良好的力学性能等特点,被广泛应用于核工业领域。铀铌合金受成分及热处理工艺影响显著,表现出复杂的相转变和组织结构特征,使得铀铌合金耐腐蚀性能及力学性能可在较大范围内获得调控。本文按照"成分/工艺-结构-性能"主线,综述了近年铀铌合金在结构、性能调控方面的研究进展,认为:低温时效机制和杂质控制技术仍是铀铌二元合金研究中需要重点关注的问题;高通量设计、制备及表征手段的出现,为未来铀铌多元合金结构及性能调控研究带来了新的机遇与挑战。     

空调用翅片管式换热器腐蚀及防护研究进展

空调用翅片管式换热器长期使用会受到一定程度的腐蚀,影响换热器的换热性能,导致整个空调系统的能效降低.本文介绍了翅片管式换热器3种主要的腐蚀机理:蚁巢腐蚀、点蚀和间隙腐蚀,从形貌、压降及传热特性3个方面分析了腐蚀对翅片管式换热器性能的影响,结果表明:翅片管式换热器腐蚀后,传热系数和换热量均减小,空气侧压降受影响较小,在5...     

金属表层防护材料研究进展

金属表层防护材料的进步对经济发展影响重大。简要介绍了金属材料腐蚀机理及腐蚀防护技术,综合评述了有机防护涂层、金属防护涂层、无机防护涂层及复合防护层等金属表层防护的作用机理及效果,进一步讨论了近年来金属表层防护材料的发展趋势。     

铀钚金属表面抗腐蚀性研究进展

金属铀钚表面的腐蚀与防腐蚀一直受到关注,章综述了自1994年来作实验室在铀钚金属表面抗腐蚀性方面的研究进展。用X射线光电子能谱（XPS）、气相色谱（GC）等方法系统地分析研究了金属铀和U3O8与CO、CO2、H2等气体的相容性及其表面化学行为,铀试样在CO气氛中的贮存氧化增重及δ－Pu金属和铀试样在该气氛贮存期气相组成变化;应用改进的量子力学计算方法对金属铀钚化合物的分子结构、势能函数、光谱性质、热力学性质和动力学性质进行了系统研究;应用热力学平衡原理方法研究了铀和钚在还原气氛中的表面化学反应。通过实验与理论结合的系统研究,揭示了铀与上述气体介质相互作用的规律,得到一系列具有实际应用和理论意义的实验研究和理论计算结果,为进一步深化铀钚金属抗腐蚀研究奠定了基础。研究结果表明CO的存在有利于抑制铀钚金属的表面氧化腐蚀。     

铀合金相图计算进展

相图计算在获得合金体系相图和合金设计中起着越来越重要的作用。介绍了相图计算的基本原理和铀合金相图计算的发展情况,并结合块体非晶的成分设计思路阐述相图计算在铀合金成分设计中的应用。     

钼及其合金氧化防护涂层的研究进展

钼及其合金具有较好的高温力学性能和良好的耐腐蚀性能,然而高温氧化问题限制了钼及其合金的应用。分别从涂层体系、涂层结构及涂层的制备工艺3个方面综述了近年来国内外钼及其合金氧化防护涂层的研究进展。在涂层体系方面,目前的研究主要集中在钼的硅化物(如MoSi2涂层)上;在涂层结构方面,对比了各种结构涂层的特点,单一涂层与基体存在热膨胀不匹配问题,使得单一涂层作为高温防护的应用受到限制,然而复合涂层却明显改善了此缺点;在涂层的制备工艺方面,介绍了涂层的各种制备工艺及其优缺点。综合应用各种涂层制备工艺,发展新型复合涂层是今后钼及其合金氧化防护涂层的发展方向。     

注铌法改善铀及铀铌合金抗蚀性的研究

利用离子注入表面优化技术,在贫铀及铀铌合金基体上进行了离子注入铌表面改性处理,并主性层元素的分布、化学急及耐腐蚀性能进行了分析和测试。实验结果表明,离子洲主铌可不同程度地提高贫铀及Ｕ－Ｎｂ（１）全合的抗电化学腐蚀、水汽腐蚀及热氧化腐蚀能力。最后讨论了注铌改性腐蚀性提高的原因。     

铀材及铀合金氢蚀影响因素分析

为了提高和改善铀合金材料的抗氢蚀性能,必须深入了解其氢蚀机理及影响因素.利用带显微镜的气固反应系统,采用PVT法结合显微镜原位表征铀材及其合金氢蚀初期形貌和动力学特征,研究了合金元素、热处理方式以及晶界对铀合金材料氢蚀的影响.结果显示,U-2.5%Nb合金更易发生氢蚀,孕育期短,反应速度快;U材与U-2.5%Nb合金氢蚀初期成核形貌不同,U材氢化物核点尺寸明显分为大小2种,U-2.5%Nb氢化物核点尺寸较为一致;热处理形式显著影响U-2.5%Nb合金氢蚀孕育期大小;对于铀合金的氢蚀,晶界并不是成核的优先选择,氢化物在表面尖角处和粗糙处优先成核.     

Al2 O3/Al 复合涂层对贫铀的保护性能研究

为探讨Al2O3/Al复合涂层在贫铀表面保护中应用的可行性,采用盐雾腐蚀试验和磨损试验方法,结合SEM/EDS和XRD表征,分析了贫铀表面Al2O3/Al复合涂层的保护性能.结果表明,贫铀表面反应磁控溅射Al2O3/Al涂层没有明显的腐蚀特征,而等离子喷涂Al2O3/Al涂层发生了严重的腐蚀剥落现象.Al2O3/Al涂层表现为磨粒磨损行为,抗磨损性好.作为对比样的贫铀表面Al涂层则表现为粘着磨损行为,抗磨损性差.讨论了贫铀表面涂层的腐蚀和磨损行为.     

耐候防腐涂料的研究进展

综述了耐候防腐涂料的研究进展和提高常温固化防腐涂料耐候性能的几种途径,主要包括耐候型成膜物质的制备与改性,如含氟类、有机硅类、丙烯酸类等树脂,以及耐候型功能颜填料的添加,如钛白粉、纳米导电聚合物等填料和各类光稳定剂等,并对提高常温固化防腐涂料耐候性能可能的方法进行了展望。     

铀的腐蚀与防腐蚀技术研究

铀是一种非常重要的战略核能源材料,核能技术的和平利用扩大了铀材料的应用领域.纯铀又是化学活性极强的材料,裸露的纯铀在大气中放置很短的时间就会在其表面产生氧化和腐蚀,这对材料的使用和存储带来危害.因此,对铀材必须实行表层保护或整体合金化才能增强其抗腐蚀效果,从而达到预防铀的老化和延长其存储期的目的.从铀材料的应用对抗腐蚀性能要求出发,重点论述了铀的腐蚀行为、不同温度和湿度下铀的氧化反应规律以及对其研究的历史和现状等.综合评述了铀的防腐涂层方法的研究(铀的整体合金化、表面涂层技术、利用化学反应制备保护层、离子注入保护和激光表面改性等5个方面).     

钛合金表面生物活性涂层的发展历程及趋势研究

钛及钛合金表面经常被涂覆上羟磷灰石使其获得良好的生物学性能.指出了对钛及钛合金表面制备羟基磷灰石涂层的研究依次经历了单一羟基磷灰石涂层、复合涂层、纳米涂层、梯度涂层几个阶段,分别分析了不同的涂层所面临的问题,提出了纳米梯度涂层是将来钛和钛合金表面涂层发展的新方向.     

耐蚀锌基合金镀层的研究现状和趋势

本文围绕提高金属镀层的耐蚀性能,综述了目前热点研究的耐蚀性能优异的Zn基合金镀层及其国际最新研究进展和发展趋势。内容包括:组分的优选,制备工艺的优化,新型制备方法的尝试及对镀层耐蚀机理的分析。此外还介绍了本课题组近几年来使用组合材料芯片技术快速制备和筛选Zn基耐蚀合金镀层所取得的成果。本文还展望了Zn基耐蚀合金镀层的未来研究发展方向。     

金属铀的氧化腐蚀及防护

铀的氧化腐蚀和防护研究是核材料研究领域的一个重要组成部分。综述了铀在U＋O2体系、U＋H2O(v)体系和U＋H2O（v)＋O2体系中的氧化行为与防护进展，包括氧化腐蚀机理、腐蚀形态、防护措施、防护机理以及防护的发展方向。     

金属腐蚀防护有机涂料的研究进展

在金属表面涂敷有机涂层是金属腐蚀防护的重要方法之一，本文综述了有机防腐涂料的研究现状与发展趋势，着重介绍了几种性能优异的新型有机防腐涂料。     

镁合金表面水滑石膜耐蚀性研究进展

镁合金由于具有优异的性能受到研究者的关注和重视,但易腐蚀的特性严重制约了其工程应用,故需采取合适的手段增强其耐蚀性。水滑石膜具有良好的离子交换性及物理屏障作用,近年来在镁合金表面改性方面逐步得到发展。介绍了多种镁合金表面水滑石膜层的制备工艺及其成膜原理,初步探讨了其在腐蚀环境下的耐蚀机制,并详述了几种进一步提高水滑石膜质量的改性方法及原理,展望了未来研究的工作重点和发展方向。     

铝及铝合金含氟聚合物协合涂层技术研究

研究了铝及铝合金硬质阳极氧化协合含氟聚合物自润滑涂层技术。将铝及铝合金先进行硬质阳极氧化，然后采用热浸或二次电解的方法将氟聚合物微粒引入阳极氧化膜微孔及其表面，通过真空精密热处理的方法形成协合涂层。协合涂层的显微硬度比普通硬质阳极氧化膜的硬度提高1000－3000MPa（相当于HV0.5N100-300）。LC4铝合金涂层硬度可达HV0.5V630－650，实现了持久的干膜润滑，动摩擦因数降低至0.14以下，该涂层耐中性盐雾试验2000h，耐腐蚀性能优良。