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炭/炭复合材料zrc涂层的制备及显微组织结构

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中国有色金属学报 2012年第11期22卷 3081-3087页

作者：王雅雷熊翔李国栋赵学嘉中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

通过冷态输送zrcl4粉末,利用低压化学气相沉积法在C/C复合材料表面制备zrc涂层。采用X射线衍射和扫描电镜研究沉积温度和沉积位置对zrc涂层物相成分和微观形貌的影响。结果表明：在1 400~1 600℃时,沉积涂层物相均为单一的zrc。zrc晶粒... 详细信息

通过冷态输送zrcl4粉末,利用低压化学气相沉积法在C/C复合材料表面制备zrc涂层。采用X射线衍射和扫描电镜研究沉积温度和沉积位置对zrc涂层物相成分和微观形貌的影响。结果表明：在1 400~1 600℃时,沉积涂层物相均为单一的zrc。zrc晶粒择优取向随沉积温度的升高而发生变化;在1 400和1 500℃时,zrc晶粒择优取向面为（200）;1 600℃时,晶粒择优取向面转变为（220）和（200）,且择优不明显;随着沉积温度的进一步升高,涂层晶粒尺寸明显增大,涂层表面zrc颗粒由球形逐渐转变为金字塔形多面体。在1 400~1 600℃沉积时,反应器的100~230mm沉积区间内可以得到成分单一、择优取向一致、表面形貌相同的zrc涂层。

关键词： zrc涂层低压化学气相沉积相组成显微组织均匀性

冷态输送zrcl_4低压化学气相沉积zrc涂层的制备

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航空材料学报 2011年第6期31卷 36-42页

作者：刘岗李国栋熊翔王雅雷陈招科孙威中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

采用zrcl4-CH4-H2-Ar反应体系,冷态输送zrcl4粉末化学气相沉积(CVD)制备zrc涂层。采用热力学计算并结合实验结果分析了冷态输送zrcl4化学气相沉积zrc涂层的特点,采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了涂层的物相组成、表面形貌和组织结构。... 详细信息

采用zrcl4-CH4-H2-Ar反应体系,冷态输送zrcl4粉末化学气相沉积(CVD)制备zrc涂层。采用热力学计算并结合实验结果分析了冷态输送zrcl4化学气相沉积zrc涂层的特点,采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了涂层的物相组成、表面形貌和组织结构。结果表明:冷态输送zrcl4粉末大幅度降低了zrc的化学气相沉积温度,且容易获得大面积、结构均匀的zrc涂层。涂层表面由直径在20～80nm之间的颗粒组成,为无规则"田状"组织。涂层结构主要为柱状晶,沿(200)面优先生长。分析了这种新型"田状"zrc涂层组织的形成机理以及zrc涂层的生长机制。

关键词： zrc涂层 CVD 冷态输送zrcl4 表面形貌组织结构生长机理

氢气浓度对常压化学气相沉积zrc涂层的影响

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中国有色金属学报 2010年第9期20卷 1795-1801页

作者：李国栋郑湘林熊翔孙威中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

采用zrcl4-CH4-H2-Ar体系在C/C材料基体上进行常压化学气相沉积(APCVD)制备碳化锆(zrc)涂层。通过X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对不同H2浓度下制备的zrc涂层进行分析。对H2在沉积过程中的作用机制进行了讨论。结果表明:H2浓度对... 详细信息

采用zrcl4-CH4-H2-Ar体系在C/C材料基体上进行常压化学气相沉积(APCVD)制备碳化锆(zrc)涂层。通过X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对不同H2浓度下制备的zrc涂层进行分析。对H2在沉积过程中的作用机制进行了讨论。结果表明:H2浓度对涂层的相组成、晶体的择优取向和结构形态有重要影响;无H2或H2浓度较低时,涂层含有大量的热解碳,由zrc和碳两相组成,涂层呈多孔颗粒状;当H2浓度(体积分数)增加到30%以上时,涂层的相成分变为单一zrc相;当H2的浓度增加到90%时,zrc晶体取向由(111)、(200)转变为强烈的(220)择优取向,晶粒形貌变为纳米针状。

关键词： zrc涂层常压化学气相沉积 H2浓度择优取向

固态输送zrcl_4低压化学气相沉积制备zrc涂层的特征

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中国有色金属学报 2012年第1期22卷 171-178页

作者：刘岗李国栋熊翔王雅雷陈招科孙威中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

采用zrcl4-CH4-H2-Ar反应体系、固态输送zrcl4粉末低压化学气相沉积(CVD)制备zrc涂层。研究温度对低压化学气相沉积zrc涂层物相组成、晶体择优生长、涂层表面形貌、断面结构、涂层生长速度和沉积均匀性等方面的影响。结果表明:不同温度... 详细信息

采用zrcl4-CH4-H2-Ar反应体系、固态输送zrcl4粉末低压化学气相沉积(CVD)制备zrc涂层。研究温度对低压化学气相沉积zrc涂层物相组成、晶体择优生长、涂层表面形貌、断面结构、涂层生长速度和沉积均匀性等方面的影响。结果表明:不同温度下沉积的涂层主要由zrc和C相组成;随着温度的升高,zrc晶粒(200)晶面择优生长增强,颗粒直径增大,表面致密性增加,沉积速率上升;涂层断面结构以柱状晶为主;随着离进料口距离的增加,涂层的沉积速率逐渐减小;1 500℃时,沉积系统的均匀性比1 450℃时的差。

关键词： zrc涂层温度低压化学气相沉积

zrcl_4蒸汽法沉积zrc涂层的锆源输送装置

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清华大学学报（自然科学版） 2008年第3期48卷 449-452页

作者：刘超刘兵邵友林李自强唐春和清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

为解决zrcl4蒸汽法化学气相沉积包覆燃料颗粒zrc涂层时锆源输送的控制问题,设计制造了锆源输送装置。改装坩埚电阻炉,配备温度控制箱,以满足蒸发器的连接和控温要求;设计不锈钢蒸发器与耐高温、腐蚀压力表以满足腐蚀性气体测压要求;使... 详细信息

为解决zrcl4蒸汽法化学气相沉积包覆燃料颗粒zrc涂层时锆源输送的控制问题,设计制造了锆源输送装置。改装坩埚电阻炉,配备温度控制箱,以满足蒸发器的连接和控温要求;设计不锈钢蒸发器与耐高温、腐蚀压力表以满足腐蚀性气体测压要求;使用加热带和玻璃纤维布以满足zrcl4蒸汽输送过程保温要求。最后进行zrcl4蒸汽载带实验。实验结果表明,通过控制蒸发器加热温度和载气流量该装置可以实现zrcl4蒸汽的定量载带,为zrcl4蒸汽法沉积zrc涂层提供了设备基础。

关键词： zrcl4蒸汽化学气相沉积包覆燃料颗粒 zrc涂层锆源输送装置

同方期刊数据库

zrcl_4蒸汽沉积法制备高温气冷堆包覆燃料颗粒zrc涂层

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原子能科学技术 2009年第11期43卷 1017-1020页

作者：陈磊刘超刘兵赵宏生唐春和清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

采用zrcl4蒸汽、H2和C3H6作为化学反应体系,以Ar为载气,在流化床沉积炉中制备高温气冷堆包覆燃料颗粒zrc涂层。对所制备涂层进行了分析表征,结果显示:zrc涂层剖面均匀光滑,无明显孔洞;与内致密热解炭层的界面清晰,厚度约为35μm;涂层主... 详细信息

采用zrcl4蒸汽、H2和C3H6作为化学反应体系,以Ar为载气,在流化床沉积炉中制备高温气冷堆包覆燃料颗粒zrc涂层。对所制备涂层进行了分析表征,结果显示:zrc涂层剖面均匀光滑,无明显孔洞;与内致密热解炭层的界面清晰,厚度约为35μm;涂层主要成分为Zr和C,Zr/C摩尔比接近化学计量比1∶1,其主要相组成为面心立方的zrc;晶粒生长无明显的择优取向。

关键词： zrcl4蒸汽化学气相沉积包覆燃料颗粒 zrc涂层

化学气相沉积包覆燃料颗粒zrc涂层的模拟计算

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原子能科学技术 2011年第11期45卷 1289-1293页

作者：刘超唐春和刘兵圣锋苏海燕中核清原环境技术工程有限责任公司北京100037 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

zrc涂层是高温气冷堆包覆燃料颗粒最具潜力的一种阻挡层材料。本文利用热力学软件HSC-Chemistry 5.0对化学气相沉积zrc涂层进行模拟计算。结果表明,化学气相沉积zrc涂层较佳工艺参数范围如下:原料气体中C/Zr比为0.5～1.5,H2/Ar比为0.5～... 详细信息

zrc涂层是高温气冷堆包覆燃料颗粒最具潜力的一种阻挡层材料。本文利用热力学软件HSC-Chemistry 5.0对化学气相沉积zrc涂层进行模拟计算。结果表明,化学气相沉积zrc涂层较佳工艺参数范围如下:原料气体中C/Zr比为0.5～1.5,H2/Ar比为0.5～1.5,沉积温度为1 450～1 650℃。

关键词：包覆燃料颗粒 zrc涂层化学气相沉积模拟计算

包埋-化学气相沉积两步法制备zrc涂层的结构与抗烧蚀性能

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粉末冶金材料科学与工程 2013年第6期18卷 827-834页

作者：吴敏李国栋熊翔杨钢宜中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

采用先包埋、然后化学气相沉积(CVD)的复合工艺,在石墨材料表面制备zrc涂层,并对其进行氧乙炔焰烧蚀试验。借助X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析烧蚀前后涂层的微观组织形貌及相组成,研究涂层的抗烧蚀机理。结果表明:包埋-CVD两步法... 详细信息

采用先包埋、然后化学气相沉积(CVD)的复合工艺,在石墨材料表面制备zrc涂层,并对其进行氧乙炔焰烧蚀试验。借助X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析烧蚀前后涂层的微观组织形貌及相组成,研究涂层的抗烧蚀机理。结果表明:包埋-CVD两步法制备的zrc涂层,包埋层具有双层结构,外层多孔、内层致密;CVD层表面呈凸胞状形貌,为柱状晶结构;包埋多孔层与CVD层相互嵌入,形成机械互锁结构,增强了涂层间的界面结合强度。30 s氧乙炔焰烧蚀试验表明:zrc涂层具有很好的结构稳定性和良好的抗热震性能;烧蚀产物为单斜型ZrO2,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.50×10-3 g/s和0.47×10-3 mm/s,涂层具有良好的高温抗烧蚀性能和抗冲刷性能。

关键词：包埋化学气相沉积 zrc涂层显微结构抗烧蚀性能

高温气冷堆包覆燃料颗粒zrc涂层的研究进展

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稀有金属材料与工程 2007年第A3期36卷 674-678页

作者：刘超刘兵邵友林唐春和清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

高温气冷堆包覆燃料颗粒关键涂层为SiC涂层,随着高温气冷堆提升功率和向超高温气冷堆发展的趋势,SiC涂层已不能满足包覆燃料颗粒性能要求。zrc材料具有优良的组织和性能,作为一种最具潜力的包覆颗粒涂层材料,其研究和应用逐渐得到重视... 详细信息

高温气冷堆包覆燃料颗粒关键涂层为SiC涂层,随着高温气冷堆提升功率和向超高温气冷堆发展的趋势,SiC涂层已不能满足包覆燃料颗粒性能要求。zrc材料具有优良的组织和性能,作为一种最具潜力的包覆颗粒涂层材料,其研究和应用逐渐得到重视和发展。本文介绍了高温气冷堆包覆燃料颗粒zrc涂层的研究背景、晶体性质、制备方法、组织结构和性能特征。指出了zrc涂层研究中的现存问题,并预言了进一步的发展趋势。

关键词：高温气冷堆包覆燃料颗粒 zrc涂层