| 锆表面微弧氧化膜1000~1200 ℃高温蒸汽氧化行为研究 |
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| 作者姓名： | 王兴平 廖燚钊 关浩浩 高川力 朱明浩 金小越 徐驰 杜建成 薛文斌 |
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| 作者单位： | 北京师范大学 核科学与技术学院 射线束技术教育部重点试验室,北京100875;北京市辐射中心,北京100875;国防科技工业核材料技术创新中心,北京102413;北京师范大学 核科学与技术学院 射线束技术教育部重点试验室,北京100875;北京市辐射中心,北京100875;北京市辐射中心,北京100875 |
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| 基金项目： | 核材料创新基金(ICNM-2020-YZ-04);北京市自然科学基金(2172029);国家自然科学基金项目(51671032);北科院改革与发展项目(13001-2107) |
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| 摘 要： | 目的 研究微弧氧化表面处理对纯锆高温蒸汽氧化行为影响.方法 采用微弧氧化技术(MAO)在磷酸盐电解液中纯锆表面制备厚约2.5μm的陶瓷膜,再利用热重分析仪(TGA)测量它们在1000～1200℃蒸汽环境中的氧化性能,并分析蒸汽氧化前后氧化膜的微观结构、物相组成.用辉光放电谱仪(GDOES)分析蒸汽氧化前后锆基体及微弧氧化样品Zr、O、P、Na、C、H元素的成分深度分布.结果 锆基体及微弧氧化膜加速氧化动力学转变温度约为600℃.在1000℃蒸汽中,微弧氧化处理的纯锆样品氧化增重低于锆基体.蒸汽温度达到1100℃以上时,锆基体和微弧氧化膜的氧化增重曲线几乎重合.蒸汽氧化初期氧原子快速扩散至β-Zr中,当较厚α-Zr(O)层和ZrO2层形成后,氧化速率主要取决于氧在α-Zr(O)层中的扩散速率,而且氧化锆层阻挡了氢扩散进入锆基体.高温蒸汽氧化后,纯锆表面氧化层主要由单斜氧化锆(M-ZrO2)相和少量的四方氧化锆(T-ZrO2)相组成.结论 在1000℃以下,微弧氧化膜增强了锆基体的抗蒸汽氧化能力,但1100℃以上没有保护作用.
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| 关 键 词： | 纯锆 微弧氧化 高温蒸汽氧化 氧化动力学 吸氢 |
| 收稿时间： | 2021-04-15 |
| 修稿时间： | 2021-05-13 |
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