锆基合金包壳管保护涂层的材料、制备及特性

锆合金包壳管上制备保护涂层的主要目的是提高锆合金包壳在正常和事故中运行的可靠性和安全性。简述了锆基合金在核设施中的使用情况及锆合金自身特性,介绍了制备锆合金包壳保护涂层所使用的硅基,铬、铝基等不同材料及PVD、冷喷涂等涂层制备方法,并结合一些常规的机械性能评价及腐蚀和高温蒸汽氧化试验,分析了通过不同材料及制备方法制作的涂层的特性。指出了金属和陶瓷材料涂层在应用中所面临的挑战。最后根据锆合金包壳涂层的应用场景,总结出涂层所需的几点特性。

事故容错锆包壳表面Cr涂层的研究进展

锆合金因具有热中子吸收截面低等特有的性质,被广泛应用于核反应堆中,在核反应堆中起到预防核泄漏的作用。核燃料包壳管中的锆在核反应堆内高温、高压的水环境下,极易与水蒸气发生氧化反应生成大量氢气,从而引起“氢爆”导致核事故。为此,研究能一定程度上包容事故和具有固有安全性的耐事故燃料(ATF),对锆合金表面涂层制备尤为重要,其中Cr涂层在所考虑的各种涂层材料中具有明显优势,发展和研究潜力最大,成为重点的研究方向之一。综合分析了近年来国内外锆包壳表面Cr涂层的研究现状。介绍了Cr涂层的制备技术及工艺特点,并对不同技术制备的涂层的性能分析进行整合。总结归纳了Cr涂层的高温氧化性能,对今后涂层的研究方向提出见解。为进一步提升核电站安全性和可靠性的重要举措提供参考。

激光微熔NiCr多弧离子镀涂层温度场数值模拟研究

为了探究激光微熔经过多弧离子镀后的NiCr涂层和Zr合金基体的温度场变化情况,利用ANSYS软件建立温度场模拟模型,采用控制单因素的方法探究激光主要参数(激光功率和激光扫描速度),对激光微熔时的温度场分布、熔池及其冷却速率的影响。研究结果表明:随着激光功率的增大和扫描速度的减小,熔池深度会增加,其中激光功率的影响要大于扫描速度,并且基体熔点温度深度分布的变化和激光功率与扫描速度呈线性关系。在冷却速率的研究中也验证了,激光功率和扫描速度与涂层的冷却速度呈线性关系。激光功率和扫描速度的增大都会导致冷却速率增大。为选择降低涂层开裂的工艺实验参数提供指导。