Cr涂层Zr-4合金包壳的高温空气氧化/扩散行为

摘要：

目的 在Zr合金包壳表面制备Cr涂层,以提高Zr合金包壳在事故环境下的抗高温氧化性能.方法 采用多弧离子镀技术在Zr-4合金包壳上制备约17 μm的Cr涂层,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)和电子探针(EPMA)等方法,分析试样氧化前后的相组成、微观形貌和扩散行为,并评估试样在1 100、1 200、1 300℃空气环境中氧化后的高温氧化性能.结果 沉积态Cr涂层显微结构致密均匀,(110)面有很强的织构.Cr涂层在高温空气中氧化 60 min后,保持了涂层结构完整性.氧化后的Cr涂层Zr合金系统均为多层结构,包括外部Cr2O3层、中间Cr涂层、内部Cr-Zr扩散层和Zr合金基体.在涂层/基体界面上形成了具有Laves相的金属间ZrCr2扩散层,ZrCr2层下方的区域出现了大量分散的沉淀相.在Cr-Zr中间层和Zr合金界面处的不对称原子扩散导致Kirkendall空位生成,空位的聚集和合并导致空穴的形核和生长.结论 Cr涂层表面形成了致密的Cr2O3 层,提高了Zr-4 合金的抗高温氧化性能.通过研究高温空气中 Cr 涂层 Zr-4 合金包壳材料的高温空气氧化/扩散行为,可为耐事故涂层的开发、制备和应用提供一定的理论指导和技术支持.

关键词：多弧离子镀、Cr涂层、Zr-4合金、抗氧化性、扩散

所属期刊栏目：52

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-10-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：241-246,264