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涂层厚度对Cr涂层锆合金包壳高温蒸汽氧化动力学及微观机制的影响
被引量：
1
1
作者
严俊
高思宇
+5 位作者
杨钟毓
李思功
王占伟
彭振驯
薛佳祥
廖业宏
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期147-157,251,共12页
目的研究涂层厚度对Cr涂层锆包壳高温蒸汽氧化行为的影响规律及其微观机制,为耐事故锆包壳表面涂层优化设计提供理论依据。方法以锆合金包壳为基体材料,采用磁控溅射工艺制备纯金属Cr涂层,目标厚度设计值为10、15、20μm 3类。采用高温...
目的研究涂层厚度对Cr涂层锆包壳高温蒸汽氧化行为的影响规律及其微观机制,为耐事故锆包壳表面涂层优化设计提供理论依据。方法以锆合金包壳为基体材料,采用磁控溅射工艺制备纯金属Cr涂层,目标厚度设计值为10、15、20μm 3类。采用高温蒸汽氧化设备开展试验,氧化温度为1200℃,等温氧化时间为500~3000 s,系统研究模拟反应堆失水事故(LOCA)工况下涂层厚度对该材料体系高温蒸汽氧化行为及氧化动力学的影响。试验后,通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及能谱仪等表征各样品氧化膜微结构特征、氧化层厚度、元素分布及物相组成等,基于氧化膜层厚度构建Cr涂层氧化动力学模型,同步探讨涂层原始厚度对其高温蒸汽氧化-失效微观机理的影响。结果涂层厚度为10μm时,其对锆合金基体保护作用有限,等温氧化2000 s时其表面Cr_(2)O_(3)氧化膜和残余Cr涂层已完全丧失保护功能,锆合金基体被连续氧化。涂层厚度为15μm时,第一阶段,生成保护性能较好的Cr_(2)O_(3)氧化膜,Cr涂层的氧化行为满足抛物线规律;第二阶段,Cr涂层的氧化行为发生转变,氧化膜及其残余涂层保护性能衰退,但锆合金基体始终未被氧化。涂层厚度为20μm时,Cr涂层的氧化行为满足抛物线规律,但氧化行为未发生转变,表面氧化膜及残余Cr涂层保护性能较好。结论Cr涂层厚度增加可在一定程度上提升其抗高温蒸汽氧化性能,进而提高反应堆事故工况下燃料包壳抵御事故的能力,从而在一定程度上延长不干预时间。
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关键词
涂层锆合金
高温蒸汽氧化
涂层厚度
氧化动力学
氧化机制
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职称材料
电子束预热底板表面温度的测量及数值模拟
被引量：
1
2
作者
杨钟毓
齐海波
许红彬
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期73-76,117,共4页
针对电子束选区熔化成形技术中存在的真空辐射环境及表面不允许破坏的情况,提出热电偶测温和数值模拟相结合测温的方法对经电子束预热处理的底板表面温度进行测量.热电偶测温为数值模拟中电子束热效率、电子束作用深度和底板厚度三个因...
针对电子束选区熔化成形技术中存在的真空辐射环境及表面不允许破坏的情况,提出热电偶测温和数值模拟相结合测温的方法对经电子束预热处理的底板表面温度进行测量.热电偶测温为数值模拟中电子束热效率、电子束作用深度和底板厚度三个因素的水平进行优化,从而得到合理的数值模拟程序,并利用该数值模拟程序和优化的因素水平对底板表面温度进行合理的预报.结果表明,采用数值模拟及热电偶底面测温相结合可以得到精确度较高的表面温度,底板表面温度达到钛合金粉末烧结温度800℃时的电子束预热时间为1 600 s.
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关键词
底板表面测温
数值模拟
真空预热
电子束选区熔化成形
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职称材料
题名
涂层厚度对Cr涂层锆合金包壳高温蒸汽氧化动力学及微观机制的影响
被引量：
1
1
作者
严俊
高思宇
杨钟毓
李思功
王占伟
彭振驯
薛佳祥
廖业宏
机构
中广核研究院有限公司核燃料与材料研究所
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期147-157,251,共12页
文摘
目的研究涂层厚度对Cr涂层锆包壳高温蒸汽氧化行为的影响规律及其微观机制,为耐事故锆包壳表面涂层优化设计提供理论依据。方法以锆合金包壳为基体材料,采用磁控溅射工艺制备纯金属Cr涂层,目标厚度设计值为10、15、20μm 3类。采用高温蒸汽氧化设备开展试验,氧化温度为1200℃,等温氧化时间为500~3000 s,系统研究模拟反应堆失水事故(LOCA)工况下涂层厚度对该材料体系高温蒸汽氧化行为及氧化动力学的影响。试验后,通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及能谱仪等表征各样品氧化膜微结构特征、氧化层厚度、元素分布及物相组成等,基于氧化膜层厚度构建Cr涂层氧化动力学模型,同步探讨涂层原始厚度对其高温蒸汽氧化-失效微观机理的影响。结果涂层厚度为10μm时,其对锆合金基体保护作用有限,等温氧化2000 s时其表面Cr_(2)O_(3)氧化膜和残余Cr涂层已完全丧失保护功能,锆合金基体被连续氧化。涂层厚度为15μm时,第一阶段,生成保护性能较好的Cr_(2)O_(3)氧化膜,Cr涂层的氧化行为满足抛物线规律;第二阶段,Cr涂层的氧化行为发生转变,氧化膜及其残余涂层保护性能衰退,但锆合金基体始终未被氧化。涂层厚度为20μm时,Cr涂层的氧化行为满足抛物线规律,但氧化行为未发生转变,表面氧化膜及残余Cr涂层保护性能较好。结论Cr涂层厚度增加可在一定程度上提升其抗高温蒸汽氧化性能,进而提高反应堆事故工况下燃料包壳抵御事故的能力,从而在一定程度上延长不干预时间。
关键词
涂层锆合金
高温蒸汽氧化
涂层厚度
氧化动力学
氧化机制
Keywords
coated Zr alloy cladding
high-temperature steam oxidation
coating thickness
oxidation kinetics
oxidation mechanism
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
电子束预热底板表面温度的测量及数值模拟
被引量：
1
2
作者
杨钟毓
齐海波
许红彬
机构
石家庄铁道大学材料科学与工程学院
出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期73-76,117,共4页
基金
河北省自然科学基金资助项目(E2010001094)
中国博士后科学基金资助项目(20070420331)
文摘
针对电子束选区熔化成形技术中存在的真空辐射环境及表面不允许破坏的情况,提出热电偶测温和数值模拟相结合测温的方法对经电子束预热处理的底板表面温度进行测量.热电偶测温为数值模拟中电子束热效率、电子束作用深度和底板厚度三个因素的水平进行优化,从而得到合理的数值模拟程序,并利用该数值模拟程序和优化的因素水平对底板表面温度进行合理的预报.结果表明,采用数值模拟及热电偶底面测温相结合可以得到精确度较高的表面温度,底板表面温度达到钛合金粉末烧结温度800℃时的电子束预热时间为1 600 s.
关键词
底板表面测温
数值模拟
真空预热
电子束选区熔化成形
Keywords
temperature of plate＇s surface
simulation
vacuum preheating
electron beam selective melting forming
分类号
TG84 [金属学及工艺—公差测量技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
涂层厚度对Cr涂层锆合金包壳高温蒸汽氧化动力学及微观机制的影响
严俊
高思宇
杨钟毓
李思功
王占伟
彭振驯
薛佳祥
廖业宏
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
电子束预热底板表面温度的测量及数值模拟
杨钟毓
齐海波
许红彬
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
1
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职称材料
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