600℃下氢化锆表面原位氧化膜层氧化增重的计算

氢化锆是空间核反应堆常用的慢化剂材料。在使用过程中,常利用原位氧化法在氢化锆表面制备氧化膜阻止氢的损失。该氧化锆膜层是不断增长的,但对于一些特定条件下的膜层增长情况的研究还不全面。研究了在600℃下氢化锆表面原位氧化膜层的增长情况,利用气相色谱仪检测了实验气氛中CO和H2含量随时间变化的数据,用数学模型和Wagner模型对该数据进行了拟合,据此预测了长期实验条件下膜层所能达到的最大厚度,并用扫描电镜(SEM)对实验前后膜层形貌进行了观察。研究结果表明,用Wagner模型对膜层厚度的预测更接近扫描电镜观测结果,而影响膜层增长速率的干扰因素主要为热冲击。从6组实验结果来看,Wagner模型预测三年的膜层厚度会在54.00~95.10μm之间,这对实际应用具有一定参考价值。