電沉積方式對鋯鈮合金表面制備純鋯涂層結構與性能的影響

電沉積方式對鋯鈮合金表面制備純鋯涂層結構與性能的影響 轉載于漢斯學(xué)術(shù)交流平臺，如有侵權，請聯(lián)系我們 電沉積方式對鋯鈮合金表面制備純鋯涂層結構與性能的影響 內容總結： 核能具有清潔、高效、儲量豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)，是重要的新能源之一，據研究表明 [4]，一噸金屬鈾裂變產(chǎn)生的能量，相當于270萬(wàn)噸標準煤。在核反應堆中，核燃料芯塊外面通常都有一層金屬保護層，即燃料包殼。然而目前使用的鋯鈮合金包殼和水蒸汽會(huì )發(fā)生氧化反應釋放大量氫氣和熱量，導致燃料元件的急劇升溫，易引起重大事故 [6]。采用鋯包殼涂層技術(shù)，可大大降低失水事故下包殼的氧化速率，有效抑制和緩解失水事故工況下燃料和包殼的急劇升溫，將極大改善反應堆的安全裕量 [7] [8] [9] [10]。同時(shí)鋯也是非?；顫姷慕饘?，極易生成穩定的單斜表面氧化膜，對酸、堿具有極好的耐腐蝕性能 [11]。在原子能工業(yè)中，金屬鋯作為核燃料的包殼材料、結構材料和慢化劑應用于核反應堆中，對于核電站、核潛艇、核動(dòng)力航空母艦、核動(dòng)力巡洋艦等設備的發(fā)展具有重要作用。在工業(yè)中常用Kroll法制備海綿鋯 [12]，然而該方法生產(chǎn)效率低，成本昂貴；新發(fā)展出的FFC工藝還存在電脫氧效率低等缺點(diǎn) [13]，尚未能進(jìn)行大規模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。目前方便的解決方法是在器件外表面制備一層致密的鋯金屬層。早在1995年通用電氣(GE, General electric)公司就設計開(kāi)發(fā)了一種多層鋯合金包殼，它是一種鋯合金與純鋯金屬層的多層混合結構，高壓釜測試表明該多層包殼具備非常好的抗水氧腐蝕能力，并能夠緩解PCI作用，但唯一不足是成本較高，無(wú)法滿(mǎn)足商業(yè)應用。采用鋯薄膜或涂層技術(shù)可能是解決這一問(wèn)題的有效途徑。 內容： 1. 引言 在生產(chǎn)力、生產(chǎn)水平不斷提高的21世紀，能源的增長(cháng)速度已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需要，能源已經(jīng)成為制約社會(huì )更快發(fā)展的因素 傳統的能源已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，開(kāi)發(fā)新能源勢在必行 [1] [2] [3] 核能具有清潔、高效、儲量豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)，是重要的新能源之一，據研究表明 [4]，一噸金屬鈾裂變產(chǎn)生的能量，相當于270萬(wàn)噸標準煤 安全是核電技術(shù)發(fā)展的根基 在核反應堆中，核燃料芯塊外面通常都有一層金屬保護層，即燃料包殼 燃料包殼在核反應堆中起著(zhù)重要的作用，它可以保持燃料的形狀，使其具有一定的強度和剛度，同時(shí)又隔絕燃料芯和冷卻劑，保護燃料芯不受冷卻劑的侵