材料研究学报

作者：王兴平, 薛文斌, 王文选

单位：1.兰州交通大学材料科学与工程学院 兰州 7300702.北京师范大学核科学与技术学院 射线束技术教育部重点实验室 北京 1008753.兰州交通大学机电工程学院 兰州 730070

关键词：金属材料,Zr-2合金,2/Cr复合膜')"href="#">ZrO2/Cr复合膜,高温蒸汽氧化,氧化动力学,分离氧化

基金：北京市自然科学基金(2172029);国家自然科学基金(51671032);甘肃省科技计划(20JR10RA269);甘肃省教育厅创新基金(2021B-099);兰州交通大学青年基金(2023002)

用微弧氧化(MAO)和磁过滤阴极真空弧离子镀(FCVAD)在Zr-2合金表面制备ZrO2/Cr复合膜，用热重分析仪(TGA)评估了Zr-2合金基体和ZrO2/Cr复合膜在900~1100℃蒸汽环境中的抗氧化性能，并分析其氧化后氧化层的截面结构、相组成和成分深度分布。结果表明，在900、1000和1100℃蒸汽环境中分别氧化3600 s后，ZrO2/Cr复合膜试样单位面积增重约为Zr-2合金基体的3/8、1/4和2/5。在高温蒸汽环境中，ZrO2/Cr复合膜表面氧化生成的致密Cr2O3膜能抑制氧向内扩散，提高锆合金的抗蒸汽氧化性能，阻止锆试样在1000℃蒸汽环境中出现分离氧化。ZrO2/Cr复合膜的表面Cr层完全消耗前，Cr涂层的氧化主要取决于铬向外扩散，而不是氧向内扩散。在蒸汽氧化过程中，MAO膜的中间层能抑制氢渗透进入锆合金基体。

来源：2023年第10期

《材料研究学报》期刊编辑部

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