| Zr-4合金表面耐事故Cr涂层制备及组织性能研究 |
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| 引用本文： | 王彦峰,耿娟娟,王毅飞,岳慧芳,高士鑫,李争显,张长伟.Zr-4合金表面耐事故Cr涂层制备及组织性能研究[J].稀有金属材料与工程,2021,50(9):3353-3360. |
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| 作者姓名： | 王彦峰 耿娟娟 王毅飞 岳慧芳 高士鑫 李争显 张长伟 |
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| 作者单位： | 西北有色金属研究院,西北有色金属研究院,西北有色金属研究院,中国核动力研究设计院,中国核动力研究设计院,西北有色金属研究院,西北有色金属研究院 |
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| 基金项目： | 陕西省自然科学基金,2020JM-649；科技部中乌国际合作项目,2014DFR50450； |
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| 摘 要： | 在锆合金包壳表面制备保护性涂层材料能够改善现行核燃料组件的服役性能,延缓在＞1200℃高温蒸汽下的锆水反应,提升其在反应堆失水事故下的容错能力。因此,涂层技术也被列为耐事故核反应堆设计和研究的短期规划。本文采用等离子增强物理气相复合沉积技术,在Zr-4合金表面制备了Cr复合涂层,并专门针对涂层与基体的界面进行了离子的轰击注入强化。结合锆合金包壳的实际使用工况,设计试验方法,评价表征了涂层体系的各项性能及其对锆合金基体的影响。高温蒸汽加速腐蚀试验表明,相比于无涂层Zr-4基体试样,Cr涂层明显阻碍了氧向Zr-4基体内部的扩散,并有效抑制了基体内部有害氢化物的生成。在模拟事故的＞1000℃的高温热冲击条件下,相比于无涂层基体表面较厚氧化物生成的现象,涂层样品并未出现脱落,基体也并未出现氧化腐蚀。拉伸及内压爆破测试表明,样品表面Cr涂层表现出与基体较好的附着力,未出现沿破裂界面的脱落,也未影响Zr-4基体的拉伸及室温爆破性能。可以认为,Zr-4合金表面Cr涂层是理想的耐事故涂层材料之一。
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| 关 键 词： | Cr涂层，锆合金包壳，耐事故，高温蒸汽腐蚀 |
| 收稿时间： | 2021/1/13 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/4/14 0:00:00 |
Microstructure and properties of accident tolerant Cr coating synthesized on Zr-4 alloy |
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| Yanfeng Wang,Juanjuan Geng,Yifei Wang,YUE Hui-fang,GAO Shi-xin,Zhengxian Li and Changwei Zhang.Microstructure and properties of accident tolerant Cr coating synthesized on Zr-4 alloy[J].Rare Metal Materials and Engineering,2021,50(9):3353-3360. |
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| Authors: | Yanfeng Wang Juanjuan Geng Yifei Wang YUE Hui-fang GAO Shi-xin Zhengxian Li and Changwei Zhang |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Cr coating Zr alloy cladding accident tolerance high temperature steam corrosion |
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