超临界CO2处理后的金属铀表面氧化腐蚀和电化学腐蚀实验研究

采用重量法和电化学方法分别得到表面经超临界CO2处理后的铀试样在60℃、70％RH条件下的氧化动力学曲线(△m-t)和在50μg/g Cl^-溶液中的阳极极化曲线、自腐蚀电流等抗蚀评价指标。结果表明：经超临界CO2处理后，金属铀表面抗氧化腐蚀性能和抗化学介质腐蚀性能均有一定程度提高。对钝化膜提高金属铀表面抗腐蚀性能的原因进行了探讨。     

石墨涂层对铀抗蚀性能的影响研究

为了提高铀的抗氧化腐蚀能力,利用石墨的粘附特性,在铀表面涂覆一层石墨,并进行真空热处理,在100℃条件下对热处理后的样品进行氧化腐蚀试验。结果表明,在测量腐蚀增重时间内,无论是初始氧化腐蚀还是长时间氧化腐蚀,经过真空热处理后的石墨层均能够起到对铀表面的保护作用。对不同热处理工艺参数对抗腐蚀性的影响进行了探讨,认为涂覆石墨层的铀表面经真空热处理后,表面膜层所发生的变化是提高铀表面抗腐蚀性的主要原因。     

铀表面腐蚀初始阶段的理论模型

本文使用数值模拟方法讨论了铀表面腐蚀初始阶段的氧化物形成过程.这个阶段发生在从清洁的铀表面吸附反应气体后到整个表面被一层氧化物所覆盖的过程之间.对储存在含有腐蚀气体气氛中的铀和铀合金材料,准确了解铀最初开始反应到表面被氧化物完全覆盖的反应速率是非常重要的.本文对该氧化物形成的过程进行了数学推导,讨论了等温情况下的近似分析数学表达式,得到了动力学方程,并与实验结果进行比较,表明理论模型是合理的.     

金属铀在水气气氛中加速腐蚀的实验研究

用热重法研究了铀在50～90℃和32%～86%湿度范围的水气气氛中的加速腐蚀,得到了该实验条件下铀的水气腐蚀特性,并对反应的动力学进行了讨论。结果表明:在不同温度、湿度条件下,铀在水气气氛中的腐蚀动力学过程表现为较为明显的3阶段,动力学过程最后为线性反应阶段,该阶段有一稳定的氧化反应速率常数。RH=74.7%时线性反应的活化能约为42.899kJ·mol-1。温度对反应速率的影响明显,温度升高,反应速率加快。     

超临界二氧化碳清洗铀样品技术研究

针对铀样品在机械加工过程中残留的几种常见冷却液成分：水、机油和三乙醇胺，开展了超临界二氧化碳对铀样品的清洗实验，探讨了超临界二氧化碳对铀样品表面常见机械加工残留物的清洗效果，同时对经超临界二氧化碳浸泡的铀样品表面化学成分及相结构也进行了分析。清洗实验结果表明，超临界二氧化碳流体对水和机油有一定的溶解能力，具有较好的清洗效果，但对三乙醇胺的溶解能力较差，几乎不溶解。对三乙醇胺可通过向超临界二氧化碳引入超声波的方法来有效清除。铀表面分析结果显示，清洗后的铀表面只有U和UO2相；俄歇电子能谱显示，铀与超临界二氧化碳作用过程中，碳和氧进入到了铀表层的一定深度范围。腐蚀实验结果表明，铀在超临界二氧化碳中浸泡后，其抗大气腐蚀的能力不会减弱，相反还有一定程度的提高。