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题名锆合金表面CrAl基耐高温涂层及氧化行为研究
被引量：14
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作者
吴亚文
贺秀杰
张继龙
马显锋
施惠基
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机构
中山大学中法核工程与技术学院
中山大学物理学院
里昂大学第一物理学院
清华大学工程力学系
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出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期34-41,共8页
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基金
广东省教育厅青年创新人才项目(2016KQNCX005)
中山大学“百人计划”科研启动资助。
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文摘
目的了解锆合金和涂层的高温氧化行为,通过表面涂层提升锆合金的耐高温氧化性能。方法采用多弧离子镀技术在锆合金基体上制备了CrAlN、CrTiAlN涂层,模拟反应堆失水(LOCA)事故时的高温氧化行为,在360～1160℃下进行1 h氧化测试,对原始锆合金和带涂层样品的氧化增重行为进行了研究。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对氧化前后样品的物相结构和形貌进行系统表征分析。结果锆合金在760℃及以下形成深色的混合型锆氧化膜,在860℃以上呈现龟裂和局部剥落。两种涂层氧化时,通过形成致密的Cr_2O_3和Al_2O_3混合氧化层,显著降低了氧化增重。CrAlN涂层在760℃时具有较好的抗氧化性,1060℃时开裂而失去保护作用。CrTiAlN涂层在860℃时能保护基体不受氧化,1060℃时局部开裂,基体开始出现氧化层。结论利用多弧离子镀技术制备的锆合金表面CrAlN和CrTiAlN涂层,在模拟反应堆LOCA事故下具有良好的耐高温氧化性,显示出这两种涂层有潜力发展成为核用事故容错燃料(ATF)包壳涂层。
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关键词
核电事故容错燃料
涂层
CrAIN
CrTiAIN
耐高温氧化
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Keywords
nuclear ATF
coatings
CrAIN
CrTiAIN
high-temperature oxidation resistance
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分类号
TG174.44
[金属学及工艺—金属表面处理]
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