ADS候选材料在静态液态Pb-Bi合金中的腐蚀行为

发布时间：2020-08-23 08:41

【摘要】：通过自主设计并搭建静态液态LBE腐蚀试验装置,研究了T91、CLAM钢2种ADS嬗变系统候选结构材料在600℃、含饱和氧的静态液态LBE中的腐蚀行为。扫描电镜(SEM/EDS)分析和XRD分析结果表明,实验材料的表面均生成了双层氧化膜,并都发生了内氧化。氧化膜的外层为富Fe的Fe_3O_4,内层为富Cr的FeCr_2O_4尖晶石。进一步的分析发现,外层氧化膜的浅表层因Pb的渗入生成了由Fe、Pb和O组成的复杂氧化物PbFe_4O_7。
【图文】：

HotWorkingTechnology2016,Vol.45,No.20钢锭经高温锻造和高温轧制后进行热处理。腐蚀实验条件为600℃×300h，饱和氧(根据手册[3]提供的经验关系式，可得氧的浓度为2×10-3wt%)。实验样品为5mm×10mm×10mm的长方体试样，样品在试验前均打磨到1000#砂纸。实验平台为自主搭建的静态液态LBE腐蚀平台，见图1。实验后的样品用体积比为1∶1∶1的CH3COOH+CH3CH2OH+H2O2混合溶液反复清洗，以去除样品表面残留的Pb、Bi。清洗后的样品部分用于观察表面形貌，部分经磨样、抛光后用于截面观察。表面形貌和截面的观察在HitachiS-3400N扫描电镜上进行。采用日本理学RigakuD/max2500PC衍射仪分析样品表面腐蚀产物的物相组成，样品在测试前已反复清洗干净。CuKa辐射，管电压50kV，管电流300mA，石墨单色器衍射束单色化。2实验结果和分析2．1T91钢在静态液态LBE中的腐蚀行为图2是T91钢腐蚀后氧化膜截面的SEM、BSE显微图像。可看出，氧化膜为双层结构，外层疏松多孔，内层致密。由图2(b)可知，在基体/内层氧化膜界面处生成了一层内氧化区(internaloxidationzone，IOZ)，显微照片表明内外两层的氧化膜紧靠着内氧化区(IOZ)生长。外层氧化膜由初始表面向溶液生长，而内层氧化膜形成于基体上，内外氧化膜的厚度大体相当。图3为氧化膜截面的元素SEM/EDS面扫结果。可知，外层氧化膜为富Fe的氧化物，内层为富Cr的氧化物，Pb渗入表层氧化膜中，而Bi没有渗入(此现象的讨论详见2.2)。结合图4中氧化膜的XRD热电偶内置实验用石英坩埚容器循环水加热炉起重手葫芦升降螺杆温控箱真空表图1静态液态LBE腐蚀实验设备Fig.1StaticliquidLBEcorrosiontestdevice100μm50μm涂层材料氧化层LBF基体涂层

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本文编号：2801321