納米組織Zr-4合金腐蝕性能研究.pdf

1、納米材料由于其優(yōu)異的性能具有誘人的應(yīng)用前景，但目前關(guān)于納米晶結(jié)構(gòu)對耐腐蝕性能影響的研究結(jié)果互相矛盾，遠(yuǎn)沒有形成對其腐蝕機(jī)制一致的看法。因此，研究表面納米化后鋯合金的腐蝕性能，揭示其腐蝕機(jī)理，可以為優(yōu)化現(xiàn)有合金及開發(fā)新型合金提供實驗依據(jù)，同時也可以豐富核材料領(lǐng)域的研究內(nèi)容，并有助于深入探索材料耐腐蝕性能的影響因素和作用機(jī)理。 本試驗采用高速噴丸技術(shù)對Zr-4合金板一側(cè)表面納米化，并將其放入673k/10.3MPa高溫過熱蒸汽的高壓

2、釜中進(jìn)行腐蝕，利用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、EDS分析、透射電子顯微鏡對其形成的氧化膜生長情況進(jìn)行了分析，得到以下結(jié)論： (1)納米組織Zr-4合金的腐蝕增重明顯小于普通組織Zr-4合金的腐蝕增重，但是納米組織的腐蝕轉(zhuǎn)折時間要滯后于普通組織的腐蝕轉(zhuǎn)折時間。 (2)納米組織Zr-4合金生成的氧化膜內(nèi)表面比普通組織Zr-4合金生成的氧化膜內(nèi)表面平整、光滑，說明納米組織生成的氧化膜內(nèi)表面沒有出現(xiàn)孔洞簇、或者出現(xiàn)的孔洞簇少于普

3、通組織生成的氧化膜，因此納米組織生成的氧化膜自身的結(jié)合能力和其與金屬基體的結(jié)合能力均高于普通組織生成的氧化膜。 (3)Zr-4合金經(jīng)過納米化的處理，降低了氧化膜/金屬界面處氧離子的擴(kuò)散速度，抑制了氧離子與金屬的反應(yīng)，阻礙了氧化膜的增厚，從而提高了合金的抗腐蝕性能。 (4)納米組織Zr-4合金生成的氧化膜中四方相等軸晶增多，四方相等軸晶能夠延遲氧化膜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而使納米組織Zr-4合金抗腐蝕能力明顯提高。 綜上所述，在67