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科技工作者之家 2022-11-24
以铅铋共晶(LBE)为冷却剂的铅基反应堆因具高能量密度、固有安全性和高燃料利用率等特点,被选为第四代反应堆堆型之一。铁素体/马氏体(F/M)钢因具导热性良好、耐高温、抗辐照等优点,可作为铅基反应堆的候选结构材料。然而,F/M钢的服役寿命受LBE的腐蚀问题影响。氧化膜的演化是结构材料腐蚀过程的具体表现,因此探索氧化膜的演化规律对研究结构材料耐LBE腐蚀机理具有重要意义。
针对上述问题,科研人员探究了高温LBE环境下铈(Ce)对CLAM钢氧化膜演化的影响与作用机理。腐蚀试验结果显示,500h时,CLAM钢样品和Ce-CLAM钢样品分别产生了近似圆形、板条状的磁铁矿岛屿(图1);1500h时,CLAM样品氧化膜发生明显脱落,而Ce-CLAM仅发生局部脱落(图2)。与CLAM钢样品相比,Ce-CLAM钢样品的氧化膜显示更好的连续性、完整性和粘附性。在此基础上,该研究提出了Ce影响磁铁矿形貌机理模型(图3)和氧化膜演化模型,可为铅冷快堆结构材料耐LBE腐蚀性能的深入研究提供实验数据与理论参考。
研究工作得到国家重点研发计划、中科院青年创新促进会、中科院国际合作项目的支持。
论文链接
图1.腐蚀500h后试样的典型表面形貌与扫描结果
图2.腐蚀1500h后典型表面形貌与扫描结果(a-b)CLAM,(c-d)Ce-CLAM
图3.CLAM钢和Ce-CLAM钢样品岛状磁铁矿生长机理模型
来源:中国科学院
原文链接:http://www.cas.cn/syky/202211/t20221122_4855478.shtml
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