T91钢和SIMP钢表面AlO_(x)涂层在600℃静态液态铅铋共晶中的稳定性和腐蚀行为

铁素体/马氏体钢,如T91钢和SIMP钢,被选为第4代铅冷快堆和加速器驱动系统(ADS)的主要候选结构材料.但容器钢与液态铅铋共晶(LBE)在高温下的相容性限制了它们的应用.铁素体/马氏体钢在600℃的LBE中腐蚀严重.为了保护铁素体/马氏体钢免受高温LBE腐蚀,在钢表面制备AlO_(x)(x<1.5)涂层.本文采用磁控溅射法在T91钢和SIMP钢表面制备了AlO_(x)涂层.对表面有涂层的T91钢和SIMP钢以及表面无涂层的T91钢和SIMP钢在600℃的饱和氧浓度的LBE中腐蚀300 h和700 h的结果进行比较.结果表明,涂层钢表面的氧化层比无涂层钢表面的氧化层薄,这表明AlO_(x)涂层可以有效防止铁、铬和氧元素的快速扩散.然而,在LBE中腐蚀700 h后,AlO_(x)涂层出现裂纹,表面有涂层的T91钢和SIMP钢均遭受到明显的氧化腐蚀,说明该涂层在600℃的LBE中可以在短时间内保护基体免受高温腐蚀.但是涂层在600℃的LBE中不能长时间保持稳定.这可能是由于此次实验条件制备的AlO_(x)涂层膜基结合力不强或制备的AlO_(x)涂层里面存在大量的金属铝和结构缺陷.AlO_(x)涂层在LBE中的高温稳定性有待进一步研究.

饱和氧浓度铅铋共晶合金中Cu/Cu2O型氧传感器性能研究

共晶在池式液态铅铋合金固态氧控实验装置平台上进行了Cu/Cu2O型氧传感器的研发和测试,氧控平台从500℃阶梯式降温到300℃,降温过程铅铋合金中通入95%Ar+5%O2的混合气体令液态铅铋共晶合金(LBE)保持氧饱和状态。结果表明,在300~500℃温度区间内,采用Cu/Cu2O作为参比电极的氧传感器从准确性、响应性上都表现出良好的性能;氧传感器能迅速地对因温度变化而带来的氧浓度变化做出响应;氧传感器测量的电动势与理论电动势的相对误差保持在±3%内,氧浓度误差保持在±10%内,信号波动小于1.7 mV。