锆表面磁过滤阴极真空弧离子镀Cr涂层高温蒸汽氧化行为研究
High Temperature Steam Oxidation Behavior of Cr-coated Zr Fabricated by Filtered Cathodic Vacuum Arc Ion Deposition作者机构:北京师范大学核科学与技术学院射线束技术教育部重点实验室北京100875 北京市辐射中心北京100875
出 版 物:《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)
年 卷 期:2021年第50卷第5期
页 面:1665-1672页
核心收录:
学科分类:080503[工学-材料加工工程] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术(可授工学、理学学位)] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学]
基 金:核材料创新基金(ICNM-2020-YZ-04) 北京市自然科学基金(2172029) 国家自然科学基金(51671032)
主 题:纯锆 磁过滤阴极真空弧离子镀 Cr涂层 高温蒸汽氧化 氧化动力学
摘 要:采用磁过滤阴极真空弧离子镀(FCVAD)技术在纯锆表面制备了厚度约为4μm的Cr金属层,对比研究了它们在不同温度水蒸汽环境中的氧化行为,并利用XRD、XPS、SEM及EDS分析了Cr涂层及氧化膜的物相组成、微观结构及成分分布。结果表明,在900、1000和1100℃水蒸汽环境中,镀Cr涂层大幅度降低了锆的氧化速率,其单位面积氧化增重仅为同一温度下锆基体的1/4、1/6和4/9。氧化初期,Cr涂层表面生成一层均匀致密的Cr2O3膜,当Cr层被消耗完后,Cr2O3/Zr界面上部分Cr2O3被Zr还原成金属Cr,锆基体氧化生成ZrO2。镀Cr涂层样品的氧化激活能达293.17 kJ/mol。