CrFeAlTi涂層抗高溫氧化性及耐鉛鉍合金腐蝕性研究.pdf

1、鉛鉍共晶合金（LBE）由于具有低熔點、高沸點、化學(xué)惰性好、熱導(dǎo)率高和中子輻照損傷小等一系列的優(yōu)異性能，被選為ADS系統(tǒng)散裂靶兼冷卻劑的重點材料。中國低活化馬氏體鋼——CLAM鋼是我國 ITER實驗計劃包層模塊中的候選結(jié)構(gòu)材料之一，但是液態(tài) LBE在長期高溫工況下對其具有一定程度的腐蝕性，因此 LBE與結(jié)構(gòu)材料的高溫相容性是核工程應(yīng)用中急需解決的問題。目前，解決材料的高溫氧化性和腐蝕性最有效的辦法是使用防護性涂層。
　　本論文采用我

2、國自主設(shè)計的CLAM鋼為基材，在其表面制備三種不同成分含量配比的CrFeAlTi涂層，對三種CrFeAlTi涂層和基材CLAM鋼的抗高溫氧化性與耐LBE腐蝕性進行了對比實驗及其微觀機理分析。采用光學(xué)顯微鏡（OM）、X-射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析儀（EDS）對試樣組織的微觀形貌、物相組成、微區(qū)成分等進行各種檢測和對比分析，最終優(yōu)化制備出具有良好抗高溫氧化性和耐腐蝕性的CrFeAlTi涂層，以期為提高ADS系統(tǒng)

3、候選結(jié)構(gòu)材料表面服役性能提供參考依據(jù)。主要實驗研究結(jié)果如下：
　?。?）經(jīng)750℃和850℃高溫氧化3 h后，CLAM鋼基材的氧化增重分別為0.91 g/m2和5.33 g/m2，在850℃下CLAM鋼表面出現(xiàn)了氧化皮的開裂和剝落現(xiàn)象；而三種 CrFeAlTi涂層試樣在兩種溫度下的氧化增重量都很小，氧化前后的表面形貌和物相都沒有出現(xiàn)明顯的變化，抗高溫氧化性能良好。
　?。?）經(jīng)450℃和550℃液態(tài)LBE腐蝕300 h后，C

4、LAM鋼基材表面出現(xiàn)一層明顯的氧化腐蝕區(qū)域，且發(fā)現(xiàn)了腐蝕介質(zhì)Pb元素的擴散，兩種溫度下擴散深度分別達到了10μm和15μm；而三種CrFeAlTi涂層試樣未出現(xiàn)明顯的腐蝕特征，Pb元素在試樣中的擴散也甚微。涂層表面由于有一層Al2O3-Cr2O3保護性氧化膜，可阻止液態(tài)LBE擴散到試樣內(nèi)部，對材料起到一定的腐蝕防護作用。
　　（3）三種 CrFeAlTi涂層均具有良好的抗高溫氧化性和耐液態(tài)LBE腐蝕性，未加入304不銹鋼粉末制備的