磁控溅射铬涂层锆合金包壳高温水蒸气氧化行为

目的 研究磁控溅射Cr涂层Zr-1Nb合金包壳在1 100～1 300℃水蒸气环境中的氧化行为，为制定核反应堆事故预防和管理提供依据。方法 采用卧式管式炉开展高温氧化试验，通过分析天平测量试样增重，通过扫描电子显微镜观察形貌，通过X射线能谱仪分析元素分布。结果 氧化前Cr涂层结构致密，没有明显缺陷。氧化后包壳表面形成微观的鼓包、褶皱或裂纹。Cr涂层在1 100℃和1 200℃氧化3 600 s后形成了Cr₂O₃-Cr-ZrCr₂的三层结构。1200℃下，Zr沿Cr晶界扩散到达Cr₂O₃/Cr界面后将Cr₂O₃还原，引起局部Cr₂O₃厚度减小，Cr晶界中的Zr O₂则构成了O扩散的短途通道。1 300℃氧化1 800 s和3 600 s后，Cr涂层性能退化，生成外侧ZrO₂层。在Zr基体氧含量饱和的过程中，Zr O₂生长的抛物线...