耐液态铅铋腐蚀铝化物涂层制备及其性能研究

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1、硕士学位论文耐渲查堡堡廑蚀垡丝物途屋剑釜拯基丝篚班塞指导教师：黄羞墓珊塞虽生国型堂睦金胆麴魇科堂班塑睦昱匮垡副研塞虽生国越堂睦金胆塑廑整堂班塞随培养单位：虫国科坐院金胆堑厦越堂珊宜院2013年5月学一大勰院一学姒科㈨国帆中嘶BYXiaoqiangChenADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofControlEngineeringHefeiInstit

2、utesofPhysicalScienceChineseAcademyofSciencesMay，2013致谢光阴荏苒，转瞬间三年的研究生求学生涯即将结束。在即将告别研究生生活之际，除了内心的激动外，心中更多的是无限的感激之情，在此谨向所有指导、关心和帮助过我的老师、同学们致以最诚挚的感谢!首先，我要感谢我的导师黄群英老师，是黄老师引领我进入了核能技术研究领域，旦夕栽培，鱼渔双授，我的每一点成长和进步都倾注了黄老师大量的心血。她严谨的治学态度以及对科研事业的执着和奉献让我深深地敬佩。在此，谨向黄老师致以最衷心的感谢和最崇高的敬意!感谢我的第二

3、导师吴庆生老师，无论学业、生活，他都给予了细心的指导和关心，同时他雷厉风行的工作作风、宽以待人态度也给我留下了深刻的影响。感谢我的科研团队领导人吴宜灿老师，吴老师用他高瞻远瞩的思想和不断创新的精神理念创建并领导着一个时刻追求卓越、富于战斗力的科研团队，能在这样的团队里学习和生活，我深感荣幸和自豪。衷心感谢一直关心与支持我的FDS团队各位老师、师兄!我的师兄宋勇、李春京、彭蕾、高胜、姜志忠、刘少军、朱志强、黄波、倪木一博士，以及最初带我入门的郭智慧和严资林师兄，诸位兄长亦师亦友，给予了我太多的关。lh,和帮助!感谢安徽光机所董伟伟老师、深圳大学

4、黄建军老师、中国科技大学工程材料测试中心俞斐老师和田杰老师、固体所陈莉老师，感谢他们在实验方面的诸多帮助和指导。感谢汪卫华老师、刘松林老师在日常学习和科研工作中的指导和教诲，你们诲人不倦的高尚师德，平易近人作风是我学习的榜样!感谢日本富山大学波多野教授、石杰博士的指导和热情帮助!感谢刘静、徐敬尧、王艳青、张敏、鲍国刚及各位课题组内成员，感谢10级全体研究生同学，三年来，我们朝夕相处，互相帮助，共同进步，一起度过了这难忘的研究生生活!感谢研究院研究生部常昱红老师、李贵明老师、核安全所陶洁老师以及人教组各位老师在学习上的督导帮助和日常生活中的关怀

5、!感谢一直以来给予我很多帮助的老师、同学和朋友们!感谢我的父母及亲人，他们无私的爱和既往的支持是我前进的最大动力!陈小强中国科学院核能安全技术研究所2013年5月学位论文原创性声明郑重声明：本人呈交的学位论文《耐液态铅铋腐蚀铝化物涂层制备及其性能研究》，是在导师的指导下，进行研究工作取得的成果。论文中所有数据、图片资料均真实町靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有的著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位，本学位论文原创

6、性声明的法律责任由本人承担。本人签名：篮蔓兰孙期：型坐生勉；。摘要液态铅铋合金(LBE)对结构材料的腐蚀问题是制约LBE冷却反应堆发展的关键材料技术之一，涂层技术作为解决腐蚀问题最直接、有效的技术途径之一，是LBE冷却反应堆结构材料防护技术的重要研究内容。本论文以开发可工程化应用的涂层技术为目标，采用热浸镀铝、蒸发镀铝两种工艺方法在中囝低活化马氏体(CLAM)钢表面进行铝化物涂层制备研究，分析涂层的结合、耐热冲击等常规性能，并通过LBE腐蚀实验初步检验涂层的腐蚀性能。CLAM钢热浸镀铝涂层由表面富铝层和内部的Fe．A1合金层构成，通过Al—S

7、i浸镀技术有效地解决了浸镀合金层厚度及质量难以控制的问题，其中Si元素对合金层厚度的减薄效果随着其含量的增加呈先增强后减弱的趋势。通过对浸镀温度、浸镀时间及si含量等工艺参数的系统优化分析，获得了CLAM钢热浸镀铝工艺条件为：温度760。C、时间180s、镀液si含量6wt．％，并且可以进一步在600。C下热处理使涂层的富铝层、合金层与基体扩散融合并转化成～层厚度均匀的FeAl2合金层。通过蒸发镀铝技术制备的涂层为致密无孔洞的单相铝层，厚度约4址m，与CLAM钢基体以机械结合的方式结合。蒸发镀铝涂层的结合易受基体材料表面状态影响，在刻划实验中

8、有剥离现象，通过热处理可以使涂层的结合方式由机械结合转化为冶金结合，显著改善其结合效果。对纯Al浸镀涂层、A1．Si缦镀涂层、蒸发镀铝涂层在相同氛围的550。C静态