核反应堆环境下材料的腐蚀与辐照损伤研究

发布时间：2018-05-18 04:45

  本文选题：超(亚)临界水腐蚀 + 辐照损伤　； 参考：《北京科技大学》2016年博士论文

【摘要】：本文研究了两种表面处理,即砂纸打磨和电化学抛光,对合金600在亚临界水中不同的腐蚀行为；应用超(亚)临界水模拟镍基合金在压水堆中的腐蚀环境,使用扫描电子显微镜,透射电子显微镜及X射线能谱对镍基合金600和690在超(亚)临界水中腐蚀后形成的氧化物在形貌,结构及其化学成分方面进行了系统表征。结果表明,砂纸打磨的样品增重明显高于电化学抛光的样品,究其原因主要是由于砂纸打磨的样品表面之下产生了一层再结晶层,在此再结晶层内沿晶界腐蚀和内部氧化的现象严重,表明不同的表面处理工艺对合金600腐蚀程度的影响。两种镍基合金600和690在超临界水和亚临界水腐蚀的腐蚀机理相同,即在两种腐蚀介质中产生的氧化物形貌,种类及结构一致。两种合金的腐蚀都表现出了双层的氧化物结构,即外层的颗粒状氧化物(NiO和NiFe2O4)和内层相对致密的晶粒细小的氧化物,在基体与氧化物的交界面及以下基体内部都产生了Cr203颗粒。唯一不同点在于由于两种合金所含Cr元素比例的差异,导致内层氧化物的组成有所不同。对于合金600而言,内层氧化物由NiO,NiFe2O4和Cr2O3混合而成,且不存在单一的Cr203氧化层；而对于合金690,由于较高的Cr含量内层氧化物不含NiO,是由Cr203和含有Cr元素的具有尖晶石结构的氧化物组成。由于氧在Cr的氧化物中扩散速度较慢,因此此内层氧化物会减缓合金在之后的腐蚀速度,解释了合金690相较于合金600具有更高抗腐蚀性能的原因。有关材料的辐照损伤内容,首先利用高压电镜研究了室温条件下在纯铁中注入氢离子后形成的位错环的性质及偏压,发现在退火温度为450℃到490℃时,样品中同时产生了空位型和间隙型两种类型的位错环。空位型位错环在退火温度为400℃时开始形成,并随着退火温度的逐渐升高,其所占的比例也逐渐增加。实验通过位错环的尺寸变化对比了间隙型位错环和空位型位错环的偏压值,间隙型位错环的偏压要大于空位型位错环。其次使用透射电子显微镜对室温条件下在纯钒中注入氢离子后形成的位错环进行了系统的表征。结果表明,室温条件下在注入氢离子的纯钒中产生了高密度的间隙型位错环,其柏氏矢量大多数为b=a/2111),其中还有部分b=a/2(110),其所占比例小于10%。实验中并未发现b=a(100)型以及空位型的位错环,并对纯钒中空位型位错环的存在进行了讨论。最后对孪晶界与普通晶界对室温下注入氦离子的铜中的氦“空腔”的分布影响进行了研究。实验结果表明辐照实验后铜中产生了高密度的氦“空腔”。“贫缺陷区”明显产生于普通晶界两侧,同时,可以观察到高密度的氦“空腔”聚集于普通晶界所在的面上。然而,对于孪晶界,并未观察到“贫缺陷区”的形成。因此我们得出结论：相比于普通晶界,孪晶界作为点缺陷陷阱吸收点缺陷的能力非常有限。
[Abstract]:In this paper , two kinds of surface treatments , namely sand paper grinding and electrochemical polishing , are studied , and the corrosion behavior of alloy 600 in sub - critical water is studied .
The morphology , structure and chemical composition of Ni - based alloy 600 and 690 were characterized by scanning electron microscope , transmission electron microscope and X - ray energy spectrum .
The distribution of dislocation loops formed by injecting hydrogen ions into pure vanadium at room temperature under room temperature has been studied . The results show that there are two types of dislocation loops in pure vanadium at 450 鈩，

本文编号：1904447