材料研究学报

作者：单位摇, 王永利, 李静, 熊良银, 杜晓明, 刘实

单位：1.中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 特种合金研究部 沈阳 1100162.中国科学技术大学材料科学与工程学院 沈阳 1100163.沈阳理工大学材料科学与工程学院 沈阳 110159

关键词：材料表面与界面,事故耐受燃料,磁控溅射,Cr涂层,CrAl涂层,耐高温蒸汽氧化性能

基金：沈阳市科技计划(Y17-0-022)

用磁控溅射法在锆合金基体表面制备Cr和CrAl层,并使其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征氧化前后涂层和Zr合金基体的微观结构,研究了两种涂层在(反应堆失水(LOCA)事故情况下的)高温蒸汽环境中的抗氧化性能。结果表明：在1200℃/1 h水蒸汽中氧化后没有涂层的锆合金基体表面生成厚度约为100 μm的氧化膜；而在Cr涂层表面生成的致密Cr2O3层其厚度约为4 μm,表明氧化速率显著降低。CrAl涂层氧化后表面生成致密的Cr2O3和Al2O3混合氧化层,其厚度只有0.8 μm,表明氧化速率进一步降低。这些结果表明: 用磁控溅射法在锆合金表面制备的Cr和CrAl涂层,在1200℃水蒸气环境中均表现出良好的耐氧化性能。在Cr涂层表面生成的氧化膜厚度约为未涂层锆合金氧化层的1/25,CrAl涂层氧化膜厚度低于锆合金表面氧化层的1/100。

来源：2022年第9期

《材料研究学报》期刊编辑部

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