文献类型：期刊文章

作　　者：申晓凤[1] 黄娇[1] 李志康[1] 王全伟[1] 樊立峰[2] 马文[1] 张鹏省[3]

SHEN Xiao-feng;HUANG Jiao;LI Zhi-kang;WANG Quan-wei;FAN Li-feng;MA Wen;ZHANG Peng-xing(Inner Mongolia Key Laboratory of Thin Film and Coatings,School of Materials Science and Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China;Engineering Research Center of Rare Earth Metals,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China;Northwest Institute for Nonferrous Metal Research,Xi'an 710016,China)

机构地区：[1]内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室,呼和浩特010051 [2]内蒙古工业大学稀土金属材料工程研究中心,呼和浩特010051 [3]西北有色金属研究院,西安710016

出　　处：《表面技术》

基　　金：内蒙古自治区自然科学基金(RZ2000002056);内蒙古工业大学校级自然科学基金(RZ1900002412)。

年　　份：2023

卷　　号：52

期　　号：2

起止页码：412-421

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EI、JST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：目的探索一种高效制备核电用包壳材料锆合金表面涂层的方法,以应对反应堆失水事故,提高核电安全性。方法采用超音速火焰喷涂技术在Zr-4合金表面制备Cr涂层,高温氧化试验在1200℃空气中进行,氧化时间30 min。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究Cr涂层氧化前后的结构和显微组织。采用划痕法测试涂层与基体结合力。采用金相显微镜(OM)观察划痕形貌。结果采用HVOF技术可以在锆合金基体上制备的涂层主要为体心立方结构的金属Cr同时含有约21.9%密排六方结构(HCP)的Cr_(2)O_(3)。抛光可以减少Cr_(2)O_(3)至约10.1%。涂层由层状结构、未熔颗粒和少量孔隙组成。Cr_(2)O_(3)主要分布在层状结构中,未熔颗粒形成的不规则块状结构基本不含氧,主要为金属Cr。涂层与基体的结合力为77~94 N。喷涂工艺参数为煤油流量23 L/h、氧气流量880 L/h、喷涂距离330 mm的涂层样品结合力最高,为94 N。在1200℃空气中氧化30 min后,涂层靠近基体界面处形成11~14μm厚的连续致密层,而靠近界面处的基体衬度变暗,能谱信息显示含有Cr,因此判断该区域为Zr-Cr过渡层,厚度约为5μm,说明存在基体与涂层的互扩散层,且Zr向涂层的扩散速率明显大于Cr向基体的扩散速度。有Cr涂层的Zr基体没有发生氧化,涂层内部也基本没有氧化,而没有涂层覆盖的基体氧化层厚度在120μm以上。结论采用HVOF可以在锆合金表面制备出结构致密、与基体结合紧密且抗高温氧化性能优良的金属Cr涂层。

关 键 词：核电 超音速火焰喷涂 Cr涂层  高温氧化性能

分 类 号：TG174.442]