核用鋯合金腐蝕機理及性能改善

第1章緒論1
1.1核電的發(fā)展1
1.2核反應堆與核燃料包殼材料2
1.3核能用鋯合金簡介5
1.3.1鋯的基本性質5
1.3.2核用鋯合金5
1.4鋯合金水側腐蝕行為研究概況9
1.4.1水化學對鋯合金腐蝕行為的影響9
1.4.2合金成分對鋯合金腐蝕性能的影響9
1.4.3熱處理對鋯合金顯微組織和腐蝕性能的影響10
1.5鋯合金的腐蝕氧化12
1.5.1鋯合金均勻腐蝕的氧化動力學13
1.5.2氧化過程14
1.5.3鋯合金的腐蝕機理15
1.5.4氧化膜組織結構16
1.6有關鋯合金堆外耐腐蝕性能的研究小結16
參考文獻18

第2章鋯合金腐蝕性能的研究方法25
2.1實驗材料25
2.2高壓釜腐蝕實驗26
2.2.1腐蝕條件26
2.2.2高壓釜實驗中用到的儀器26
2.2.3表示腐蝕程度的方法27
2.2.4高壓釜實驗樣品的制備27
2.3分析與測試28
2.3.1合金樣品的顯微組織及第二相觀察28
2.3.2氧化膜組織結構和內應力的觀察28

第3章鋯合金的腐蝕性能33
3.1引言33
3.2鋯合金在含鋰水中的耐腐蝕性能34
3.3鋯合金在400℃蒸汽中的耐腐蝕性能35
3.4本章小結37
參考文獻37

第4章新鋯合金基體顯微結構與腐蝕性能的關系38
4.1鋯合金基體顯微組織38
4.2基體顯微組織對鋯合金耐腐蝕性能的影響42
4.3本章小節(jié)43
參考文獻44

第5章氧化膜組織結構對腐蝕性能的影響45
5.1引言45
5.2NZ2合金腐蝕生成氧化膜的組織結構46
5.3NZ8合金腐蝕生成氧化膜的組織結構58
5.4本章小結63
參考文獻63

第6章氧化膜內殘余應力與相結構以及腐蝕性能的關系66
6.1引言66
6.2基本原理67
6.3實驗方法68
6.4實驗條件及數(shù)據(jù)處理過程71
6.5實驗結果72
6.6分析與討論74
6.7本章小結76
參考文獻76

第7章含Nb新鋯合金腐蝕機理的探討79
7.1Nb在鋯合金中作用的機理79
7.2四方相及立方相的穩(wěn)定機理80
7.2.1氧空位穩(wěn)定機制80
7.2.2壓應力穩(wěn)定機理85
7.3氧化膜中應力釋放機理85
7.4新鋯合金的腐蝕機理模型86
參考文獻90

第8章石墨烯防腐涂層的制備及性能研究94
8.1引言94
8.2實驗材料及方法95
8.2.1實驗試劑及材料95
8.2.2實驗儀器96
8.2.3樣品形貌及結構表征方法96
8.2.4電化學測試方法100
8.3化學氣相沉積法制備石墨烯101
8.3.1石墨烯的制備過程101
8.3.2樣品形貌及結構表征102
8.4石墨烯改善銅抗腐蝕性能研究108
8.4.1實驗過程108
8.4.2抗氧化能性分析109
8.4.3抗腐蝕性能分析110
8.5石墨烯缺陷鈍化對銅抗腐蝕性能的影響119
8.5.1實驗過程121
8.5.2形貌及結構的表征121
8.5.3極化曲線測試121
8.5.4電化學阻抗測試127
8.6鋯合金基底石墨烯的生長131
參考文獻132

第9章結論與趨勢分析135
9.1主要結論135
9.1.1新鋯合金在360℃含鋰水和400℃過熱蒸汽中的腐蝕行為135
9.1.2基體中合金元素含量及第二相粒子對腐蝕性能的影響136
9.1.3氧化膜晶體結構演變與腐蝕性能的關系136
9.1.4氧化膜內應力變化與腐蝕動力學的關系137
9.1.5石墨烯對金屬抗腐蝕性能的改善137
9.2主要創(chuàng)新點138
9.3趨勢分析138

附錄140
附錄1海綿鋯（YS/T 397—2015）140
附錄2鋯及鋯合金錠（GB/T 8767—2010）145
附錄3鋯及鋯合金牌號和化學成分（GB/T 26314—2010）149
附錄4鋯及鋯合金板、帶、箔材（GB/T 21183—2017）152