事故容错燃料锆合金包壳表面Cr涂层厚度设计

摘要

在众多事故容错燃料(ATF)概念中,Cr涂层ATF是近期主流的方案之一.在确定了涂层材料和涂覆工艺之后,需要根据Cr涂层ATF的研发指标来设计涂层的厚度,然而目前未有针对Cr涂层厚度研究的公开报道.本文针对Cr涂层开展厚度设计研究,其基本原则是在满足性能指标的前提下,Cr涂层越薄越好,结合国内外相关试验数据,通过计算分析,重点研究Cr涂层厚度在磨损、腐蚀和高温氧化三个方面对包壳的性能影响.当Cr涂层厚度在10μm左右时,其可基本满足ATF设计要求,其中,磨损对涂层损耗最大,其次是大破口失水事故下的高温氧化.此外,还需要考虑涂层厚度不均匀性、涂覆工艺等其它因素对涂层厚度设计的影响.