超临界环境下锆合金的腐蚀行为及涂层延寿机理探索

摘要

核材料的安全性是核能发展的重要前提.本文针对现有核岛技术的第一安全屏障锆合金开展工作,对不同体系的材料在堆芯环境下开展了系列的氧化试验,并利用Zr-Si和ZrO2涂层进行表面处理.①随着系统内部氧分压提高,在Zr-Si非晶体系发生元素锆的扩散,形成一层富锆的非晶氧化膜以及下面的富硅非晶过渡层,增强了抗氧化效果.②在Zr-Fe-Nb体系,不管物相结构以及原子占位如何,均发现Fe的扩散,并且Fe的扩散聚集有助于氧化膜的稳定性.③氧化膜的稳定机制同样通过氧化锆涂层取得了进一步的探索,在辐照进一步诱导氧缺陷的产生之后,会发生单斜向四方相的转变,得到的缺陷态四方氧化锆能够在氧化环境下很好的保持,因此提出了辐照诱导的氧化锆涂层自增强的抗氧化机制.