报告开始:2026年04月28日 14:50 (Asia/Shanghai)
报告时间:15min
所在会议:[R] 腐蚀与防护技术论坛 » [R2] R下午场
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熔盐反应堆作为第四代先进核能系统的代表之一,以其常压运行、本征安全性高、热效率优异及无需水冷却等突出优势,已成为国际核能领域的研究热点。目前,GH3535合金因其良好的高温力学性能、耐腐蚀性与抗辐照特性,被选为熔盐堆的关键候选结构材料。然而,在堆运行过程中,裂变产物碲(Te)容易诱使合金发生脆性晶间开裂,这一问题严重制约其工程应用。虽然通过在合金中添加Cr、Al、Y、La等元素可在一定程度上抑制Te的扩散,但开发新型合金面临成本高、周期长的挑战。为此,在合金表面制备防护涂层,发挥多种合金元素的协同防护作用,或许可成为提升GH3535合金抗Te致晶间开裂能力的有效途径。
本研究采用电弧离子镀在GH3535合金上制备了NiCrAlYSi涂层,系统研究了其在800℃、不同Te蒸汽浓度(0/1.0/2.0/4.0 mg/cm2)中腐蚀100h的行为,以及在1.0和2.0 mg/cm2 Te浓度下时效长达3000 h的微观结构演变,并评估了700℃下FLiNaK熔盐中的腐蚀性能。结果表明,Te在涂层中的扩散深度(< 20 μm)显著低于基体,且样品拉伸性能未劣化。涂层超细晶结构及高Cr含量促进了致密Cr3Te4反应层形成,有效抑制Te内扩散。时效过程中,Cr3Te4逐渐转变为Cr7Te8并释放Te原子,涂层中的Y可捕获内扩散Te原子形成YTe相,时效3000h后Te扩散至整个涂层但基体未受影响,拉伸性能仍保持。然而,在氟盐中腐蚀500h后,涂层因活性元素(Cr、Al)与氟盐反应及高密度晶界促进元素溶解,内部产生大量孔洞,抗熔盐腐蚀能力下降。
此外,为进一步提升在含Te熔盐环境中的综合性能,本研究还制备了微量La和Y掺杂的GH3535合金成分涂层,并在700℃、含不同Te浓度的FLiNaK熔盐中评价其腐蚀行为。结果表明,两种掺杂涂层在熔盐中均表现出优异的抗腐蚀性能,并对基体具有一定抗Te致晶间开裂保护作用;然而,当Te含量过高时,涂层会发生开裂并从基体剥落,说明其在高Te浓度下的防护能力存在局限。
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