Adhesion property and high-temperature oxidation behavior of Cr-coated Zircaloy-4 cladding tube prepared by 3D laser coating
3
2015
... 世界各国广泛应用核能发电,因为其能为经济发展提供可靠的电力而碳排放量低、需处理的废物量少.但是,2011年日本福岛核事故迫使人们重新审查核电的安全性.在失水(LOCA)条件下,锆合金包壳与水蒸汽发生剧烈的氧化反应生成大量的氢气和热量,引发氢爆而使核燃料泄露[1].此事故发生后提出了事故耐受燃料(Accident tolerant fuel,ATF)的概念[2, 3],其基本目标是降低锆合金包壳在失水(LOCA)条件下的高温蒸汽氧化速率和减少产氢和产热量,从而争取足够的时间以降低或避免氢爆的风险.事故耐受燃料的主要方案之一,是在锆合金包壳管表面制备涂层以降低锆合金包壳的高温蒸汽氧化速率和提高燃料组件的事故耐受能力[4, 5]. ...
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
Cladding for high performance fuel
1
2012
... 世界各国广泛应用核能发电,因为其能为经济发展提供可靠的电力而碳排放量低、需处理的废物量少.但是,2011年日本福岛核事故迫使人们重新审查核电的安全性.在失水(LOCA)条件下,锆合金包壳与水蒸汽发生剧烈的氧化反应生成大量的氢气和热量,引发氢爆而使核燃料泄露[1].此事故发生后提出了事故耐受燃料(Accident tolerant fuel,ATF)的概念[2, 3],其基本目标是降低锆合金包壳在失水(LOCA)条件下的高温蒸汽氧化速率和减少产氢和产热量,从而争取足够的时间以降低或避免氢爆的风险.事故耐受燃料的主要方案之一,是在锆合金包壳管表面制备涂层以降低锆合金包壳的高温蒸汽氧化速率和提高燃料组件的事故耐受能力[4, 5]. ...
Preliminary assessment of accident-tolerant fuels on LWR performance during normal operation and under DB and BDB accident conditions
1
2014
... 世界各国广泛应用核能发电,因为其能为经济发展提供可靠的电力而碳排放量低、需处理的废物量少.但是,2011年日本福岛核事故迫使人们重新审查核电的安全性.在失水(LOCA)条件下,锆合金包壳与水蒸汽发生剧烈的氧化反应生成大量的氢气和热量,引发氢爆而使核燃料泄露[1].此事故发生后提出了事故耐受燃料(Accident tolerant fuel,ATF)的概念[2, 3],其基本目标是降低锆合金包壳在失水(LOCA)条件下的高温蒸汽氧化速率和减少产氢和产热量,从而争取足够的时间以降低或避免氢爆的风险.事故耐受燃料的主要方案之一,是在锆合金包壳管表面制备涂层以降低锆合金包壳的高温蒸汽氧化速率和提高燃料组件的事故耐受能力[4, 5]. ...
Cold spray Cr-coated fuel cladding with enhanced accident tolerance
2
2017
... 世界各国广泛应用核能发电,因为其能为经济发展提供可靠的电力而碳排放量低、需处理的废物量少.但是,2011年日本福岛核事故迫使人们重新审查核电的安全性.在失水(LOCA)条件下,锆合金包壳与水蒸汽发生剧烈的氧化反应生成大量的氢气和热量,引发氢爆而使核燃料泄露[1].此事故发生后提出了事故耐受燃料(Accident tolerant fuel,ATF)的概念[2, 3],其基本目标是降低锆合金包壳在失水(LOCA)条件下的高温蒸汽氧化速率和减少产氢和产热量,从而争取足够的时间以降低或避免氢爆的风险.事故耐受燃料的主要方案之一,是在锆合金包壳管表面制备涂层以降低锆合金包壳的高温蒸汽氧化速率和提高燃料组件的事故耐受能力[4, 5]. ...
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
High temperature steam-oxidation behavior of arc ion plated Cr coatings for accident tolerant fuel claddings
3
2015
... 世界各国广泛应用核能发电,因为其能为经济发展提供可靠的电力而碳排放量低、需处理的废物量少.但是,2011年日本福岛核事故迫使人们重新审查核电的安全性.在失水(LOCA)条件下,锆合金包壳与水蒸汽发生剧烈的氧化反应生成大量的氢气和热量,引发氢爆而使核燃料泄露[1].此事故发生后提出了事故耐受燃料(Accident tolerant fuel,ATF)的概念[2, 3],其基本目标是降低锆合金包壳在失水(LOCA)条件下的高温蒸汽氧化速率和减少产氢和产热量,从而争取足够的时间以降低或避免氢爆的风险.事故耐受燃料的主要方案之一,是在锆合金包壳管表面制备涂层以降低锆合金包壳的高温蒸汽氧化速率和提高燃料组件的事故耐受能力[4, 5]. ...
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
On-going studies at CEA on chromium coated zirconium based nuclear fuel claddings for enhanced accident tolerant LWRs fuel
0
2015
Atomic-scale interface structure of a Cr-coated Zircaloy-4 material
0
2018
AREVA NP's enhanced accident-tolerant fuel developments: Focus on Cr-coated M5 cladding
0
2018
Fuel performance of chromium-coated zirconium alloy and silicon carbide accident tolerant fuel claddings
0
2018
Response of Cr and Cr-Al coatings on Zircaloy-2 to high temperature steam
1
2018
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Assessment at CEA of coated nuclear fuel cladding for LWRs with increasing margins in LOCA and beyond LOCA conditions
1
2013
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
锆合金表面CrAl基耐高温涂层及氧化行为研究
2
2018
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
... [12, 13]. ...
锆合金表面CrAl基耐高温涂层及氧化行为研究
2
2018
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
... [12, 13]. ...
Out-of-pile performance of surface-modified Zr cladding for accident tolerant fuel in LWRs
2
2018
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
... , 13]. ...
Performance of iron-chromium-aluminum alloy surface coatings on Zircaloy 2 under high-temperature steam and normal BWR operating conditions
1
2016
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
TEM/STEM study of Zircaloy-2 with protective FeAl(Cr) layers under simulated BWR environment and high-temperature steam exposure
1
2018
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Neutronics and fuel performance evaluation of accident tolerant FeCrAl cladding under normal operation conditions
1
2015
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Dense and high-stability Ti2AlN MAX phase coatings prepared by the combined cathodic arc/sputter technique
1
2017
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
The scaling behavior and mechanism of Ti2AlC MAX phase coatings in air and pure water vapor
0
2015
Cold spraying of Ti2AlC MAX-phase coatings
1
2013
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Multilayer (TiN, TiAlN) ceramic coatings for nuclear fuel cladding
1
2016
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Investigation of the impact of coatings on corrosion and hydrogen uptake of Zircaloy-4
0
2015
Evaluation of the interfacial shear strength and residual stress of TiAlN coating on ZIRLO™ fuel cladding using a modified shear-lag model approach
0
2015
Comparison of tribological behaviours of AlCrN and TiAlN coatings—Deposited by physical vapor deposition
1
2007
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Ion beam mixed oxidation protective coating on Zry-4 cladding
1
2016
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Coating SiC on Zircaloy-4 by magnetron sputtering at room temperature
0
2018
Development of thick SiC coating on thin wall tube of Zircaloy-4 using laser based directed energy deposition technique
0
2020
Microstructure and mechanical properties of Ni-alloyed SiC coatings
0
2012
SiC coating as hydrogen permeation reduction and oxidation resistance for nuclear fuel cladding
1
2015
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Characterization of Al2O3/ZrO2 composite coatings deposited on Zr-2.5Nb alloy by plasma electrolytic oxidation
1
2018
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Oxidation resistance improvement of Zr-4 alloy in 1000℃ steam environment using ZrO2/FeCrAl bilayer coating
1
2018
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Protective coatings on zirconium-based alloys as accident-tolerant fuel (ATF) claddings
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2017
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
High-temperature oxidation behavior of Cr-coated zirconium alloy
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2013
... 涂层技术广泛应用于工业材料中,主要用来提高材料的耐蚀性和耐磨性.Zr合金包壳具有高熔点、耐辐照、与燃料兼容性好且中子吸收截面低等优点,在其表面制备涂层既不改变原有核燃料体系又能提高其耐高温氧化性能.主要的Zr合金表面涂层有：Cr[4~11]、CrAl[10, 12~14]和FeCrAl[13, 15, 16]等金属涂层、MAX 相[17~19]、TiAlN[20~23]、SiC[24~28]等陶瓷涂层和Al2O3/ZrO2 [29]、ZrO2/FeCrAl[30]等多层复合涂层.其中的Cr 涂层,具有耐电站水腐蚀、高温抗氧化性、耐磨且热膨胀系数与锆合金相当等优点[31].相关研究[1,5,32]表明：在正常工况360℃/18.9 MPa动态水腐蚀60 d或在事故条件下(1200℃)在水蒸汽中暴露2000 s,锆合金表面的Cr涂层都起高温氧化腐蚀防护层的作用并能提高基体的抗膨胀和抗断裂性能.因此,Cr涂层是有望实现商业应用的ATF包壳方案.也有一些研究在Cr涂层中加入Al元素,以期通过调整高温氧化后氧化膜的成分和组织使其耐高温氧化性能提高[12, 13]. ...
Development of cold spray coatings for accident-tolerant fuel cladding in light water reactors
1
2018
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
Behavior of an improved Zr fuel cladding with oxidation resistant coating under loss-of-coolant accident conditions
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2016
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
锆合金表面磁控溅射制备SiC/Cr复合涂层的研究
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2018
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
锆合金表面磁控溅射制备SiC/Cr复合涂层的研究
1
2018
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
Behavior of plasma sprayed Cr coatings and FeCrAl coatings on Zr fuel cladding under loss-of-coolant accident conditions
1
2018
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
High-temperature oxidation of thick Cr coating prepared by arc deposition for accident tolerant fuel claddings
1
2019
... 在Zr合金包壳管表面制备Cr涂层的主要方法,有喷涂法(包括冷喷涂 [33,34]和韩国的3D激光涂覆[1]等)、电弧离子镀[5]和磁控溅射[35]等物理气相沉积法.磁控溅射法的工艺重复性好,制备的膜层表面光滑、致密、机械性能良好,且溅射能量低、工件变形小、沉积速率可控.目前,在锆合金表面制备Cr涂层及其高温氧化性能表征的工作较多.Wang等[36]采用大气等离子喷涂法在Zr-4表面制备厚度约为70 μm的Cr涂层,其组织较疏松且内有萎靡尺寸的孔洞.Hu等[37]用电弧离子镀方法制备Cr涂层并考察了在1000℃、1100℃、1200℃空气中氧化1 h后的微观组织变化,发现在1200℃氧化1 h后,涂层与基体界面附近的锆合金区域内出现大量大尺寸孔洞.本文用磁控溅射法在锆合金基片上制备Cr和CrAl涂层并将其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,研究Cr和CrAl涂层的高温氧化行为,并对比Cr和CrAl涂层的氧化行为研究Al元素对涂层耐高温氧化性能的影响. ...
