熱等靜壓處理對(duì)鈾表面鋁（鈦）鍍層及界面特性的影響.pdf

1、通過(guò)電鍍、化學(xué)鍍、物理沉積等方法在鈾表面沉積一層Al、Ti、Zn、Al-Ti金屬鍍層，可以提高鈾的抗腐蝕性能。但是由于鍍層中存在微裂紋或者膜基結(jié)合強(qiáng)度不高，在服役過(guò)程中鍍層可能脫落，失去保護(hù)基體鈾的作用。本文采用熱等靜壓使鍍層發(fā)生塑性變形閉合微裂紋和孔洞，改善鍍層結(jié)構(gòu)，促進(jìn)膜基元素?cái)U(kuò)散，增加膜基結(jié)合強(qiáng)度，提高鍍層的抗腐蝕性能。
　　采用磁控濺射在鈾基體上鍍鋁（鈦）鍍層，然后進(jìn)行熱等靜壓。為對(duì)比壓力對(duì)鍍層及界面的影響，對(duì)樣品進(jìn)行了真

2、空退火處理。
　　本論文采用排水法測(cè)量HIP前后Al鍍層密度以及材料試驗(yàn)機(jī)用粘膠法測(cè)量膜基結(jié)合強(qiáng)度，采用X射線(xiàn)衍射分析儀(XRD)、掃描電子電鏡(SEM)進(jìn)行鍍層界面物相和形貌的分析，光學(xué)顯微鏡(OM)研究熱等靜壓對(duì)鈾基體的夾雜和組織的影響，用電化學(xué)腐蝕綜合測(cè)試儀對(duì)比分析HIP前后樣品抗腐蝕性能。
　　結(jié)果表明經(jīng)過(guò)熱等靜壓之后的鍍層密度接近理論密度，表明HIP可以消除鍍層中的微裂紋和空隙，提高鍍層的致密性。鍍層柱狀晶結(jié)構(gòu)變?yōu)?/p>

3、更利于抗腐蝕的層狀結(jié)構(gòu)。對(duì)鈾基鋁鍍層樣品480℃/2h/100MPa、300℃/0.5h/60MPa、250℃/0.5h/60MPa、200℃/0.5h/60MPa熱等靜壓處理，處理后的鈾鋁界面模糊，說(shuō)明鈾鋁互擴(kuò)散，增加膜基結(jié)合強(qiáng)度。同時(shí)XRD證實(shí)高溫下于鈾鋁界面形成了UAl3和UAl2相，在200℃時(shí)檢測(cè)到的形成量比較少。在250℃時(shí)形成了UAl2，300℃以上生成UAl3和UAl2，而且隨著溫度的升高，UAl3增加，UAl2減少。2

4、00℃熱等靜壓之后的電化學(xué)抗腐蝕性能明顯提高，對(duì)比4個(gè)工藝條件得出低溫下HIP的鍍層的綜合性能效果較佳。
　　真空退火處理可以促進(jìn)界面元素的進(jìn)一步擴(kuò)散，在界面上反應(yīng)，但是其并不可以消除鍍層中的缺陷。
　　經(jīng)過(guò)600℃/0.5h/100MPa，655℃/0.5h/100MPa熱等靜壓鈾基鈦鍍層表面致密化。膜基結(jié)合強(qiáng)度由原來(lái)11MPa提高至17MPa，在膜基界面形成一層U2Ti金屬間化合物層，同樣的溫度條件下，真空熱處理并沒(méi)有形