組織納米化鋯-4合金耐腐蝕性能的研究.pdf

1、本文主要從以下幾個方面來研究組織納米化Zr-4合金在673K高壓釜過熱蒸汽中的耐腐蝕性能。 首先利用金相顯微鏡測量普通Zr-4合金與組織納米化Zr-4合金的氧化膜的厚度，繪制它們在400℃腐蝕的氧化膜生長動力學曲線，從而分析納米化Zr-4合金的耐腐蝕性能。實驗結(jié)果表明，納米化Zr-4合金的腐蝕轉(zhuǎn)折時間比普通Zr-4合金的腐蝕轉(zhuǎn)折時間滯后，達到了100天左右；普通Zr-4合金的氧化膜生長速率要比納米Zr-4合金的氧化膜的生長速率大

2、。實驗結(jié)果分析表明，納米化Zr-4合金的氧化膜生長速率與氧化膜內(nèi)的四方結(jié)構(gòu)氧化鋯的含量有關。 利用X射線衍射(XRD)方法研究納米結(jié)構(gòu)與普通Zr-4合金氧化膜的物相，相的演變，t-ZrO<,2>以及m-ZrO<,2>相的晶格常數(shù)，晶胞體積，晶粒的擇優(yōu)取向以及應力的影響等因素。實驗結(jié)果表明，納米Zr-4合金的t-ZrO<,2>相的晶胞體積隨著腐蝕進行處于降低過程，納米Zr-4合金的t-ZrO<,2>處于比較大的壓應力狀態(tài)；納米Zr

3、-4合金氧化膜內(nèi)的氧化膜/金屬界面處存在的高壓應力，這些將有利于穩(wěn)定t-ZrO<,2>相，延緩相變的進程，推遲腐蝕轉(zhuǎn)折的發(fā)生，從而降低氧化速率。 使用EDS方法研究腐蝕過程中氧離子的陰離子空位擴散和氧化物生長情況。從氧元素在普通Zr-4合金與納米化Zr-4合金中的分布的結(jié)果表明，在致密氧化膜形成后的腐蝕過程中，氧離子在普通粗晶Zr-4合金氧化膜中的擴散快于在納米晶Zr-4合金氧化膜中的擴散。結(jié)合幾個實驗的研究分析結(jié)果證明了在67