T91钢和SIMP钢表面AlO_(x)涂层在600℃静态液态铅铋共晶中的稳定性和腐蚀行为

作     者：廖庆 李炳生 葛芳芳 张宏鹏 申铁龙 毛雪丽 王任大 盛彦斌 常海龙 王志光 徐帅 陈黎明 何晓珣 Liao Qing;Li Bing-Sheng;Ge Fang-Fang;Zhang Hong-Peng;Shen Tie-Long;Mao Xue-Li;Wang Ren-Da;Sheng Yan-Bin;Chang Hai-Long;Wang Zhi-Guang;Xu Shuai;Chen Li-Ming;He Xiao-Xun

作者机构：西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室绵阳621010 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 中国科学院近代物理研究所兰州730000 西南科技大学理学院绵阳621010 西南科技大学材料科学与工程学院绵阳621010 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第15期

页      面：212-222页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:U1832133,12075194) 四川科技厅科研基金(批准号:2020ZYD055)资助的课题 

主　　题：T91钢 SIMP钢 涂层 液态铅铋共晶 氧化层 热膨胀系数 

摘      要：铁素体/马氏体钢,如T91钢和SIMP钢,被选为第4代铅冷快堆和加速器驱动系统(ADS)的主要候选结构材料.但容器钢与液态铅铋共晶(LBE)在高温下的相容性限制了它们的应用.铁素体/马氏体钢在600℃的LBE中腐蚀严重.为了保护铁素体/马氏体钢免受高温LBE腐蚀,在钢表面制备AlO_(x)(x1.5)涂层.本文采用磁控溅射法在T91钢和SIMP钢表面制备了AlO_(x)涂层.对表面有涂层的T91钢和SIMP钢以及表面无涂层的T91钢和SIMP钢在600℃的饱和氧浓度的LBE中腐蚀300 h和700 h的结果进行比较.结果表明,涂层钢表面的氧化层比无涂层钢表面的氧化层薄,这表明AlO_(x)涂层可以有效防止铁、铬和氧元素的快速扩散.然而,在LBE中腐蚀700 h后,AlO_(x)涂层出现裂纹,表面有涂层的T91钢和SIMP钢均遭受到明显的氧化腐蚀,说明该涂层在600℃的LBE中可以在短时间内保护基体免受高温腐蚀.但是涂层在600℃的LBE中不能长时间保持稳定.这可能是由于此次实验条件制备的AlO_(x)涂层膜基结合力不强或制备的AlO_(x)涂层里面存在大量的金属铝和结构缺陷.AlO_(x)涂层在LBE中的高温稳定性有待进一步研究.