RAFM钢与316L钢等离子喷涂Al2O3电绝缘涂层的研究

摘要

在液态金属冷却、磁约束聚变反应堆中，液态金属在高磁场中流动会产生一个相反方向的洛仑兹力而引起MHD 压降，它的主要危害是增大功率损耗，降低堆的运行效率，并且加大包层结构材料所受的应力。包层结构材料内壁涂敷电绝缘涂层是降低MHD 压降的最有效方法。
　　 本文利用大气等离子喷涂法（APS）在316L 钢和一种新型低活化铁素体/马氏体（RAFM）钢上制备了Al2O3 电绝缘涂层，以NiCrAl 作为粘结层。
　　 研究结果表明，两种钢上Al2O3 涂层相组成均为α相和γ相，且以γ相为主。涂层表面和截面组织较致密，且RAFM 钢上涂层整体上更致密。
　　 两种钢上涂层抗热震性和结合强度均较好，且RAFM 钢上涂层抗热震性和结合强度更好，主要原因是RAFM 钢的热膨胀系数比316L 钢低得多，与Al2O3 陶瓷更匹配。另外，RAFM 钢上氧化铝涂层结合强度略高于CLAM 钢基体氧化铝涂层。
　　 两种钢上涂层常温下电阻率及电阻率与涂层厚度的乘积均满足聚变堆初步设计要求，且RAFM 钢上涂层电阻率要稍高于316L 钢上涂层。
　　 RAFM 钢喷涂涂层后其抗高温氧化性能得到大大的提高，氧化速率常数Kp下降一个数量级。氧化后，涂层相结构未发生大的改变，表面没有出现宏观裂纹或脱落现象。氧化过程中发生了元素扩散，外界环境中的O 不断地向粘结层扩散，粘结层中大部分Ni 元素和少量Cr 元素扩散进入Al2O3 层；另外，粘结层各元素发生了选择性的氧化，Al、Cr 氧化，而Ni 大部分未氧化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 实验材料、设备及工艺

第三章 Al2O3 涂层相结构、组织形貌

第四章 Al2O3 涂层与基体结合性能

第五章 Al2O3 涂层电阻率

第六章 Al2O3 涂层抗高温氧化性能

第七章 全文总结

致谢

参考文献

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