Zr-Sn-Nb合金1000~1250℃蒸汽氧化行为

核反应堆包壳管在失水事故中会因剧烈的高温蒸汽氧化而破裂,从而引起核燃料泄露的严重后果。为此,本工作研究了核包壳Zr-Sn-Nb合金1000~1250℃蒸汽氧化行为。采用增重法计算了蒸汽氧化试样单位面积的质量变化,通过扫描电子显微镜观察了蒸汽氧化试样截面形貌并测量了氧稳定α相层(α-Zr(O))和氧化锆层(ZrO_(2))厚度,得到Zr-Sn-Nb合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO_(2)层生长动力学曲线。结果表明:1000℃蒸汽氧化时,α-Zr(O)层生长动力学曲线始终服从抛物线规律;氧化1500 s后,合金氧化增重和ZrO_(2)层生长动力学曲线由抛物线转变为直线规律,ZrO_(2)层内产生大量裂纹。1100~1250℃蒸汽氧化时,合金氧化增重和α-Zr(O)、ZrO_(2)层生长动力学曲线均服从抛物线规律,ZrO_(2)层结构始终保持完整。Zr-Sn-Nb合金的抗氧化性能优于Zr-4合金,其ZrO_(2)层和α-Zr(O)层生长速度慢于Zr-4合金。