铌元素影响锆合金耐腐蚀性能机理的研究

锆合金是水冷核动力反应堆中燃料元件的包壳材料。合金元素尤其是Nb元素对锆合金的耐腐蚀性能有很大影响。这是因为Nb元素在锆合金中有多种存在方式：以不同的浓度存在于基体中，与其它合金元素形成种类不同的第二相粒子。本项目将选用三种成分不同的含铌锆合金，对它们进行不同的变形及热处理；用高分辨透射电镜观察分析它们的显微组织，确定第二相粒子的晶体结构和元素组成比例；用三维原子探针准确测定基体中Nb元素的固溶含量和空间分布；对它们进行堆外高压釜腐蚀实验，比较它们的耐腐蚀性能；熔炼与第二相粒子晶体结构和元素组成比例一致的合金，研究其电化学腐蚀行为；研究腐蚀后氧化膜的显微组织和晶体结构；观察氧化膜与基体界面处的形貌；研究Nb 元素影响锆合金耐腐蚀性能的机理。最终指导新锆合金的发展和优化热处理制度，提高锆合金的耐腐蚀性能，达到保障核反应堆安全、可靠运行，降低核电成本的目的。