CrFeAITi涂层抗高温氧化性及耐铅铋合金腐蚀性研究

发布时间：2017-11-19 23:21

  本文关键词：CrFeAITi涂层抗高温氧化性及耐铅铋合金腐蚀性研究

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【摘要】：铅铋共晶合金(LBE)由于具有低熔点、高沸点、化学惰性好、热导率高和中子辐照损伤小等一系列的优异性能,被选为ADS系统散裂靶兼冷却剂的重点材料。中国低活化马氏体钢——CLAM钢是我国ITER实验计划包层模块中的候选结构材料之一,但是液态LBE在长期高温工况下对其具有一定程度的腐蚀性,因此LBE与结构材料的高温相容性是核工程应用中急需解决的问题。目前,解决材料的高温氧化性和腐蚀性最有效的办法是使用防护性涂层。本论文采用我国自主设计的CLAM钢为基材,在其表面制备三种不同成分含量配比的Cr Fe Al Ti涂层,对三种Cr Fe Al Ti涂层和基材CLAM钢的抗高温氧化性与耐LBE腐蚀性进行了对比实验及其微观机理分析。采用光学显微镜(OM)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对试样组织的微观形貌、物相组成、微区成分等进行各种检测和对比分析,最终优化制备出具有良好抗高温氧化性和耐腐蚀性的Cr Fe Al Ti涂层,以期为提高ADS系统候选结构材料表面服役性能提供参考依据。主要实验研究结果如下:(1)经750℃和850℃高温氧化3 h后,CLAM钢基材的氧化增重分别为0.91 g/m2和5.33 g/m2,在850℃下CLAM钢表面出现了氧化皮的开裂和剥落现象;而三种Cr Fe Al Ti涂层试样在两种温度下的氧化增重量都很小,氧化前后的表面形貌和物相都没有出现明显的变化,抗高温氧化性能良好。(2)经450℃和550℃液态LBE腐蚀300 h后,CLAM钢基材表面出现一层明显的氧化腐蚀区域,且发现了腐蚀介质Pb元素的扩散,两种温度下扩散深度分别达到了10μm和15μm;而三种Cr Fe Al Ti涂层试样未出现明显的腐蚀特征,Pb元素在试样中的扩散也甚微。涂层表面由于有一层Al2O3-Cr2O3保护性氧化膜,可阻止液态LBE扩散到试样内部,对材料起到一定的腐蚀防护作用。(3)三种Cr Fe Al Ti涂层均具有良好的抗高温氧化性和耐液态LBE腐蚀性,未加入304不锈钢粉末制备的涂层由于粉末配比中较高含量的Al、Cr元素以及制备后较为完整的表面形貌和均匀致密的组织结构,使其抗高温氧化性和耐液态金属LBE腐蚀性都相对略优于其他两种涂层。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

【参考文献】

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1 陈平虎;邱长军;陈勇;龙冲生;;热喷涂玻璃-Cr_2O_3陶瓷涂层的性能[J];粉末冶金材料科学与工程;2012年06期

2 李菊;宫本奎;孙全胜;;金属/陶瓷的润湿性[J];山东冶金;2007年06期

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本文编号：1205278