摘要:鋯因其極低的中子吸收截面、較高的熔點(diǎn)和優(yōu)良的耐腐蝕性等特點(diǎn),在核技術(shù)領(lǐng)域得到大量應(yīng)用,主要作為核燃料的包殼材料。2011年日本福島核事故后,事故容錯(cuò)燃料(ATF)的開發(fā)成為研究熱點(diǎn),尤其著重提高包殼材料的抗高溫氧化性,而在鋯合金表面制備涂層是提高該能力的重要途徑之一。評(píng)述了鋯合金包殼表面涂層的種類、性能、制備方法及各種方法的特點(diǎn)與發(fā)展。指出激光熔覆、等離子噴涂和冷噴涂都有沉積速率快、涂層厚的特點(diǎn),但涂層過厚將降低核燃料的中子經(jīng)濟(jì)性。激光熔覆和等離子噴涂制得的涂層內(nèi)應(yīng)力大,存在較多氣孔甚至微裂紋。冷噴涂涂層的應(yīng)力和氣孔得到改善,但噴涂法都存在粉塵及噪聲污染等問題。重點(diǎn)分析了磁控濺射法(MS)和電弧離子鍍(AIP)兩種物理氣相沉積技術(shù)在包殼涂層制備中的應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問題及未來發(fā)展方向。指出磁控濺射法因沉積速率可控、涂層的內(nèi)應(yīng)力小及涂層組分可調(diào)整等優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用最廣。電弧離子鍍因涂層致密、結(jié)合力強(qiáng)而最具發(fā)展?jié)摿?。這為進(jìn)一步促進(jìn)鋯合金表面涂層的制備與研究提供了參考。
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