国产ZIRLO合金动态水腐蚀氧化膜微观研究

Ruoyu BAI,Yang GAO,Xue LIANG,Dongfeng CHEN,Hui WANG,Yuhan HOU,Xingyu CHEN,Meijuan LI,Yuqing LI,Xiaolong LIU,Kai SUN,Yuntao LIU

Atomic Energy Science and Technology（2020）

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摘要

针对反应堆用国产ZIRLO合金,采用内加热方式在346.7℃ 、15.5 MPa、含650 mg/L硼和3.5 mg/L锂溶液的条件下开展腐蚀模拟实验.利用光学显微镜、透射电子显微镜、惰性气体脉冲熔融红外吸收等方法,对腐蚀时间为2、18、250 d的氧化膜进行表征.结果表明:国产ZIRLO合金腐蚀氧化膜的主要晶体结构是柱状晶和等轴晶,随着腐蚀时间的增加,氧化膜外层柱状晶逐渐向等轴晶转变,导致晶界密度增大,氧的扩散通道增多;第二相颗粒以含N b和含Fe、N b为主,呈椭球形;氧化膜中的第二相颗粒未发生氧化;氧化膜中的孔隙和微裂纹随着腐蚀时间的增加而增加,主要位于氧化膜中拉应力集中区域;随着腐蚀时间的增加,锆基体中氢含量从10 ppm增至80 ppm,氢化物尺寸从几十μm增大至几百μm,呈周向分布.

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