等离子体电化学氧化改善核工业用锆合金表面特性研究

核燃料元件包壳锆合金是核动力反应堆的关键核心材料之一，核动力的先进性、安全可靠性和经济性与所用包壳材料的性能密切相关。在材料发展的过程中，众多研究表明某些关键零部件功能的实现越来越多地依赖于材料表面工程技术，表面工程技术可赋予特殊零部件工作所需的表面特性。因此，在大力发展锆合金本身材料的同时，如何利用有效的材料表面改性手段改善其表面性能，是值得研究的一个方向。本项目提出利用一种新型的低温等离子体材料表面技术－等离子体电化学氧化技术，通过微弧放电在锆金属及其合金表面生成氧化锆陶瓷涂层，特别是对类似包壳锆合金管件，等离子体电化学氧化在管件内外表面所形成氧化膜的物相组成和转变，在改善锆合金表面特性方面有望起着重要作用。通过微弧等离子体放电在锆合金基体原位生成的氧化膜不仅有望改善其耐腐蚀特性，包括延缓疖状腐蚀的发生，且具有降低吸氢作用。通过此项研究，为尽快实现我国锆合金的工程化应用起到推动作用。