表面氮化的贫铀在盐雾环境中的腐蚀行为研究

发布时间：2021-04-20 22:49

　　金属铀凭借其优良的核性能和独一无二的物理、化学性能而在核能发电、国防安全等关键领域有着重要而广泛的应用。同时,金属铀是一种化学性质高度活泼的放射性材料,在工程应用中必须要考虑其腐蚀问题,以减少资源浪费,降低环境污染。关于金属铀的腐蚀防护问题研究已经开展了很多年,其中采用辉光放电等离子体氮化技术对金属铀进行表面改性处理的方法是近些年来发展迅速且应用前景广阔的一种技术手段。表面氮化改性处理后的金属铀在水、氧等常规环境介质中具有良好的耐腐蚀能力。但关于表面氮化处理后金属铀在以海洋环境为代表的含氯离子溶液体系中腐蚀相关问题的研究并不充分,这严重制约了金属铀的应用拓展范围。基于上述背景,本文利用扫描电子显微镜、俄歇电子能谱仪及微区扫描电化学探针系统等主要分析设备,结合宏微观形貌、成分分析和电化学测试手段对盐雾试验模拟海洋大气环境和含氯离子溶液中电化学腐蚀的试样进行了分析和研究,对各类实验现象进行了较为充分和深入的讨论,主要开展了以下几个方面的研究工作：采用人工加速盐雾腐蚀实验模拟海洋气氛的方法研究了在GB/T 10125-1997标准条件下表面氮化处理后金属铀的腐蚀行为,观察了腐蚀过程中试样表面... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铀的概述
    1.3 铀的腐蚀
        1.3.1 铀的腐蚀类型
        1.3.2 铀在氧气中的腐蚀
        1.3.3 铀在水汽和潮湿大气中的腐蚀
        1.3.4 铀在海洋环境中的腐蚀
    1.4 铀的腐蚀防护技术研究现状
        1.4.1 整体合金化
        1.4.2 表面镀层技术
        1.4.3 表面改性处理
        1.4.4 研究现状小结
    1.5 本文研究目的及主要内容
        1.5.1 研究意义和目的
        1.5.2 主要研究内容
第二章 实验方法
    2.1 引言
    2.2 实验材料制备
        2.2.1 初始样品预处理
        2.2.2 铀表面离子氮化
    2.3 实验研究方案
        2.3.1 盐雾腐蚀实验
        2.3.2 重量分析实验
        2.3.3 腐蚀形貌和微观组织观察
        2.3.4 腐蚀产物的分析和标定
        2.3.5 电化学腐蚀性能测试
        2.3.6 微区电化学扫描探针测试
    2.4 部分仪器分析原理
        2.4.1 俄歇电子能谱分析
        2.4.2 微区扫描电化学探针系统
第三章 表面氮化后的金属铀在盐雾环境中的腐蚀实验
    3.1 引言
    3.2 实验结果
        3.2.1 试样初始表面状态
        3.2.2 盐雾腐蚀表面形貌
        3.2.3 增重实验结果分析
        3.2.4 腐蚀产物分析
        3.2.5 腐蚀表面深度剖析
    3.3 结果讨论
    3.4 本章小结
第四章 表面氮化后的金属铀在溶液中的电化学腐蚀行为
    4.1 引言
    4.2 溶液中的宏观电化学测试
        4.2.1 开路电位测试
        4.2.2 动电位极化测试
        4.2.3 电化学阻抗谱分析
    4.3 局部腐蚀区域扫描电化学测试
        4.3.1 局部腐蚀电位分布
        4.3.2 局部腐蚀电流密度分布
        4.3.3 局部腐蚀区域Z方向电化学参量分布
        4.3.4 局部腐蚀区域PH值分布
    4.4 结果讨论
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 全文结论
    5.2 研究亮点
    5.3 工作展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3150553