編號：FTJS09118
篇名：熱噴涂制備Cr涂層提高鋯合金包殼耐事故性的研究
作者：李青 宋鵬 黎振華 張瑞謙 王昱 杜沛南
關鍵詞： APS Cr涂層 鋯合金包殼 抗氧化性
機構： 昆明理工大學材料科學與工程學院 中國核動力研究設計院反應堆燃料及材料重點實驗室
摘要： 采用熱噴涂工藝大氣等離子噴涂(APS)在Zr-4包殼管上成功制備了Cr涂層,目的是為核反應堆燃料組件兩端焊接區(qū)域進行涂層的噴涂修復,以及完成焊接區(qū)的涂層包覆并與PVD涂層區(qū)域無縫連接,實現外表面抗氧化耐磨涂層全包覆.將Cr涂層在高達1200℃事故高溫蒸汽和空氣環(huán)境中氧化,采用掃描電子顯微鏡(SEM),、X射線衍射儀(XRD),、X射線能譜(EDS)和電子探針(EPMA)等多種分析技術,對其氧化前后進行了顯微組織定性和定量分析.結果表明:Cr粉和噴涂態(tài)Cr涂層均為BCC相,噴涂態(tài)Cr涂層為典型的層狀結構,涂層與基體的界面為機械咬合界面;在空氣和流動蒸汽中進行高達1200℃的高溫暴露后,均在Cr涂層表面形成致密的Cr2O3層,以及Zr-4基體與Cr涂層之間的相互擴散形成的Cr-Zr層;在高溫水蒸氣氧化后的Cr涂層試樣,在其致密的氧化層上有高密度的針狀和葉片形貌的晶須氧化物,但是在空氣中未發(fā)現晶須狀Cr2O3.氧化試驗表明,Cr涂層能有效提高Zr-4包殼管在高溫空氣和水蒸氣中的抗氧化性.
