核用鋯合金腐蝕機(jī)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(yīng)堆與核燃料包殼材料2
1.3核能用鋯合金簡(jiǎn)介5
1.3.1鋯的基本性質(zhì)5
1.3.2核用鋯合金5
1.4鋯合金水側(cè)腐蝕行為研究概況9
1.4.1水化學(xué)對(duì)鋯合金腐蝕行為的影響9
1.4.2合金成分對(duì)鋯合金腐蝕性能的影響9
1.4.3熱處理對(duì)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(dòng)力學(xué)13
1.5.2氧化過(guò)程14
1.5.3鋯合金的腐蝕機(jī)理15
1.5.4氧化膜組織結(jié)構(gòu)16
1.6有關(guān)鋯合金堆外耐腐蝕性能的研究小結(jié)16
參考文獻(xiàn)18

第2章鋯合金腐蝕性能的研究方法25
2.1實(shí)驗(yàn)材料25
2.2高壓釜腐蝕實(shí)驗(yàn)26
2.2.1腐蝕條件26
2.2.2高壓釜實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)樣品的制備27
2.3分析與測(cè)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(jié)構(gòu)和內(nèi)應(yīng)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(jié)37
參考文獻(xiàn)37

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

第5章氧化膜組織結(jié)構(gòu)對(duì)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(jié)構(gòu)46
5.3NZ8合金腐蝕生成氧化膜的組織結(jié)構(gòu)58
5.4本章小結(jié)63
參考文獻(xiàn)63

第6章氧化膜內(nèi)殘余應(yīng)力與相結(jié)構(gòu)以及腐蝕性能的關(guān)系66
6.1引言66
6.2基本原理67
6.3實(shí)驗(yàn)方法68
6.4實(shí)驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)處理過(guò)程71
6.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果72
6.6分析與討論74
6.7本章小結(jié)76
參考文獻(xiàn)76

第7章含Nb新鋯合金腐蝕機(jī)理的探討79
7.1Nb在鋯合金中作用的機(jī)理79
7.2四方相及立方相的穩(wěn)定機(jī)理80
7.2.1氧空位穩(wěn)定機(jī)制80
7.2.2壓應(yīng)力穩(wěn)定機(jī)理85
7.3氧化膜中應(yīng)力釋放機(jī)理85
7.4新鋯合金的腐蝕機(jī)理模型86
參考文獻(xiàn)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(shí)驗(yàn)材料及方法95
8.2.1實(shí)驗(yàn)試劑及材料95
8.2.2實(shí)驗(yàn)儀器96
8.2.3樣品形貌及結(jié)構(gòu)表征方法96
8.2.4電化學(xué)測(cè)試方法100
8.3化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯101
8.3.1石墨烯的制備過(guò)程101
8.3.2樣品形貌及結(jié)構(gòu)表征102
8.4石墨烯改善銅抗腐蝕性能研究108
8.4.1實(shí)驗(yàn)過(guò)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(duì)銅抗腐蝕性能的影響119
8.5.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程121
8.5.2形貌及結(jié)構(gòu)的表征121
8.5.3極化曲線測(cè)試121
8.5.4電化學(xué)阻抗測(cè)試127
8.6鋯合金基底石墨烯的生長(zhǎng)131
參考文獻(xiàn)132

第9章結(jié)論與趨勢(shì)分析135
9.1主要結(jié)論135
9.1.1新鋯合金在360℃含鋰水和400℃過(guò)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(duì)腐蝕性能的影響136
9.1.3氧化膜晶體結(jié)構(gòu)演變與腐蝕性能的關(guān)系136
9.1.4氧化膜內(nèi)應(yīng)力變化與腐蝕動(dòng)力學(xué)的關(guān)系137
9.1.5石墨烯對(duì)金屬抗腐蝕性能的改善137
9.2主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)138
9.3趨勢(shì)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(hào)和化學(xué)成分（GB/T 26314—2010）149
附錄4鋯及鋯合金板、帶、箔材（GB/T 21183—2017）152