锆—4合金的疖状腐蚀

对不同状态的锆-4合金管材进行了高温蒸汽腐蚀研究。经400℃预膜和未预膜的样品在460℃/10.3 MPa的蒸汽中进行腐蚀试验,结果表明:未预膜的样品迅速腐蚀,而预膜处理延缓了疖状腐蚀的产生;不同加工工艺的样品的腐蚀结果截然不同。挤压前进行β淬火使Zr-4合金的抗疖状腐蚀性能得到改善,应变时效处理后的Zr-4合金管材具有良好的抗疖状腐蚀性能。疖状腐蚀的敏感性与合金的组织状态密切相关,取决于合金中的第二相粒子的数密度、平均粒子大小和基体中溶质元素的含量。     

光电化学方法在锆及其合金氧化中的应用

对光电化学方法在锆及其合金氧化后性质研究方面的应用进行综述,同时,还结合已有的氧化物金属接触的光生阴极保护研究,对其在锆及其合金中应用的可能性进行探讨,提出光电化学方法在锆及其合金的反应堆内性能研究和改性方面的新应用.     

锆—4合金氧化膜中的晶粒形貌观察

用扫描探针显微镜(SPM)研究了Zr—4合金在高压釜中经360℃高温水腐蚀后氧化膜中的显微组织和晶粒形貌。从氧化膜表面上观察到的晶粒在100nm～400nm之间，比从截面上观察到的大，说明氧化膜的晶粒在腐蚀过程中仍在不断长大。从离子轰击蚀刻后的氧化膜截面上，可以区分出由大角度晶界构成的柱状晶，以及在柱状晶中由小角度晶界构成的等轴晶。在三晶交界处，常常有明显的“凹陷”，这应是空位扩散凝聚后形成的空洞，尺度在几纳米至几十纳米间。在氧化膜的截面上，除了可观察到裂纹和空洞等缺陷外，在氧化膜／金属交界处，有时还可观察到片层状的氢化锆和显示不出晶界的非晶ZrO2。     

氢化锆在450~600 ℃下氧化动力学的研究

通过恒温氧化实验研究氢化锆在O2中,450～600℃温度范围内的氧化行为,分析温度和时间对氧化膜生长速度的影响规律。结果表明,氢化锆在O2中450～600℃温度范围内,表面形成氧化膜厚度的平方(D2)与时间(t)的关系曲线呈良好的线性关系,氧化反应动力学符合Wagner理论模型中的抛物线生长规律。氧原子在氧化膜中的扩散过程为氧化反应的控速步骤。扩散系数与温度遵循Arrhenius定律,扩散激活能为18724.5J/mol,据此判断氧原子在氧化膜中的扩散机制以晶界扩散占主导。     

高温预氧化膜锆合金的腐蚀性能

南韩高等工程研究院和汉阳大学材料科学与工程系对用于核燃料包套的锆-4合金表面进行了预氧化处理，并研究了处理后的合金在360℃下的腐蚀性能。他们将常规的锆-4合金用20ψ%氧气加80ψ%氩气的混合气体分别在700℃和1100℃下退火以形成预氧化膜，随后将形成预氧化膜的合金在装有纯净水的高压釜中进行氧化试验，试验温度为360℃，压力为1800MPa。合金在混合气体中预氧化时形成的预氧化膜厚度与氧化时间的关系可用下式描述：     

锆合金氧化膜在真空退火过程中的氧扩散行为

针对己预腐蚀生成一定厚度氧化膜的Zr-Sn-Nb合金,研究了其在不同温度下进行真空热处理过程中的氧扩散动力学及亚稳相演变行为.结果表明,真空退火后氧化膜变薄,氧在氧化锆基体中的扩散增强,并计算了特定合金中氧的扩散系数.退火后微观化学分析表明亚稳相层厚度增加.固溶氧锆基体(Zr(O))层也明显增厚.针对该现象,讨论了对应...     

锆-2合金在过热蒸汽中形成氧化膜的电子显微镜研究

应用电子显微镜研究了锆-2合金在613k和773k过热蒸汽中形成的氧化膜,对节状腐蚀也进行研究。黑色氧化膜中存在立方、四方和单斜三种晶体结构的氧化锆,随着温度升高,立方和四方的比例减少。当氧化膜变成白色后,完全转变成了单斜结构。从高分辩电子衍衬图象中可以看到黑色氧化膜的晶体是由～20nm大小的嵌锒块组成,在(100)和(101)晶面上存在一些晶面间距较大的地区,这可能与锡原子的聚集片有关。在氧化膜与金属界面处,节状腐蚀斑形似“花菜”向金属基体内生长,“花菜”表面留下波纹痕迹,这可能与节状腐蚀生长快的特性有关。在白色氧化膜中,可以观察到晶界上存在空洞(<10nm)。根据本实验结果,对作者过去提出的节状腐蚀形成模型作了进一步的讨论。     

Na_5P_3O_(10)体系氢化锆表面微弧氧化陶瓷层组织与阻氢性能的研究

在Na_5P_3O_(10)+NaOH+Na_2EDTA体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化处理获得连续、致密且裂纹、孔洞等缺陷较少的ZrO_2陶瓷层。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能谱(EDS)仪,分析了陶瓷层的表面形貌、截面形貌、相结构及元素分布。通过真空脱氢实验及XRD分析对陶瓷层的阻氢性能进行评价。结果表明:氢化锆表面ZrO_2陶瓷膜厚度约为78μm,陶瓷层由过渡层、致密层和疏松层构成;ZrH_(1.8)表面微弧氧化陶瓷层主要由M-ZrO_2、T-ZrO_2及C-ZrO_2构成,主要为M-ZrO_2,约90%;微弧氧化陶瓷层氢渗透降低因子(PRF)高达11.7,具有优越的阻氢效果。     

锆-4合金包壳长期均匀腐蚀性能研究

在模拟压水堆一回路水条件下,用静态高压釜对锆-4合金进行了8 000 h的均匀腐蚀实验,并对氧化膜的厚度进行了测量和计算,对腐蚀增重和均匀腐蚀速率进行了定量评估。结果表明：锆-4合金包壳内外管在模拟压水堆一回路环境下的氧化增重曲线,初始阶段符合立方规律,2 500 h后为线性规律。内管在腐蚀时间0~2 500 h的氧化增重拟合曲线为y=2.473 47x1/3;超过2 500 h后的拟合曲线为y=9.033 43+0.013 22x;外管在腐蚀时间0~2 500 h的氧化增重拟合曲线为y=2.473 47x1/3,超过2 500 h后的拟合曲线为y=9.498 49+0.013 11x。4.5 a内管氧化膜增厚32.4 μm,相当于金属层减薄厚度为20.8 μm,远小于锆-4合金内管壁厚的10%。4.5 a外管氧化膜增厚31.5 μm,相当于金属层减薄厚度为20.2 μm,远小于锆-4合金外管壁厚的10%。考虑到辐照加速腐蚀效应和实际工况,经过4.5 a的模拟反应堆一回路高温高压环境运行,锆-4合金内外包壳管的均匀腐蚀深度均小于包壳名义厚度的10%。     

Sn含量对N36锆合金在LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响

比较了N36(Zr-1Sn-1Nb-0.3Fe)及低锡N36 (Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe)锆合金样品在360 ℃/18.6 MPa/0.03 mol/L LiOH 水溶液中的耐腐蚀性能,发现N36提前发生腐蚀转折,转折后腐蚀增重远高于低锡N36。观察了腐蚀转折后合金样品氧化膜形貌及物相特征,发现在氧化膜断面上形成平行于氧化膜／金属界面的裂纹,而界面氧化膜呈"菜花"状生长;与N36相比,低锡N36氧化膜形貌显示断面裂纹相对较少,界面生长的氧化膜较为平整;随腐蚀速率的增加,断面裂纹增多,界面膜呈"菜花"状凸起越严重;氧化膜中产生的裂纹与四方相的转变有关。讨论了Sn对N36合金耐腐蚀性能影响的机理,认为固溶在α-Zr中的Sn含量是引起耐腐蚀性能差别的主要原因。     

氧化薄膜对锆-4合金表面性能的影响

为了研究氧化薄膜对Zr-4合金表面性能的影响,对样品分别进行了350℃和400℃各10 min,15 min,20 min和25 min氧化.结果发现,不同条件下氧化生成的样品表面呈现不同的颜色.小角掠射X射线衍射分析(GAXRD)表明,生成的氧化物为非化学计量的六方相氧化锆.样品在0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行电化学试验发现,氧化后样品的耐电化学腐蚀性能有所提高.而用纳米压痕仪试验的结果表明,氧化后样品有较高的纳米硬度和较低的弹性模量,意味着氧化后样品可能有更好的耐磨性.400℃氧化样品对合金性能的提高优于350℃氧化样品.     

锆合金氧化膜对腐蚀性能影响研究现状

介绍了锫合金氧化膜的物相组成和转变对锆合金耐腐蚀性能的影响,并重点论述了合金元素、热处理制度、第二相粒子、表面处理技术和水化学条件对锆合金氧化膜及耐腐蚀性能的影响.     

磷酸盐体系下氧化时间对氢化锆表面微弧氧化膜的影响

在磷酸盐体系下,采用恒压模式对氢化锆进行微弧氧化。考察了微弧氧化时间对氧化膜的厚度、结构、表面形貌、截面形貌以及阻氢性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、膜层测厚仪分析了氧化膜的表面形貌、截面形貌、相结构及膜层厚度。通过真空脱氢实验评估膜层的阻氢性能。结果表明:随着氧化时间的延长氢化锆表面微弧氧化膜层厚度由65.2μm增大至95.4μm;氧化膜的生长速度随着氧化时间的延长而逐渐降低;氧化时间对于膜层的结构没有明显影响,膜层主要由单斜相氧化锆(M-ZrO2)和四方相氧化锆(T-ZrO2)构成;氧化时间的增加有助于提高氧化膜的致密性和阻氢效果,当氧化时间为25 min时,氧化膜的PRF值达到最大值11.6。     

锆在现代新能源中的应用

综述了锆在镍氢电池、锂离子电池、热激活电池(热电池)、固体电解质电池以及固体氧化物燃料电池中的应用。     

串铸工艺在阀盖生产中的应用

串铸工艺在阀盖生产中的应用哈尔滨制氧机厂（黑龙江省哈尔滨市１５００８０）郑才ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｔｒｉｎｇＣａｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＩｎＴｈｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＶａｌｖｅＨｅａｄＺｈｅｎｇｃｈａｉ（ＨａｒｂｉｎＯｘｙｇｅｎｐ...     

用锆英石生产ZrCl4沸腾氯化工艺探讨

对锆英石沸腾氯化生产四氯化锆的工业实验做了介绍,并且探讨了沸腾炉炉体结构和流态化氯化速度的确定,以及气流速度、反应温度、物料粒度对沸腾氯化的影响问题。