高頻感應(yīng)氧化技術(shù)在鋯合金上的研究和應(yīng)用.pdf

1、由于提高合金表面的腐蝕性能具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，所以世界各國(guó)積極探索各種技術(shù)來(lái)提高合金表面的抗腐蝕性能，其中，采用特定方法在合金表面生成一層致密的陶瓷膜層就是一種十分重要的途徑。比較典型的有：各類物理化學(xué)氣相沉淀技術(shù)，預(yù)生氧化膜處理技術(shù)，陽(yáng)極氧化技術(shù)以及高頻感應(yīng)氧化技術(shù)等等。其中，高頻感應(yīng)氧化技術(shù)引起了我們特別的關(guān)注。這是因?yàn)?，同其它表面處理技術(shù)相比，高頻感應(yīng)氧化技術(shù)具有快速精確地控制加熱溫度；且采用非接觸式的加熱方式，因而容易得到較為純

2、凈的氧化膜，有利于提高合金的耐腐蝕性能；加熱效率高，減小能源消耗；無(wú)廢氣排放，對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。其它的合金表面處理技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有較多的研究和應(yīng)用，而目前高頻感應(yīng)氧化技術(shù)在國(guó)際上仍處于保密狀態(tài)，國(guó)內(nèi)尚未開展對(duì)該技術(shù)的研究和應(yīng)用。為提高我國(guó)在合金表面防腐上的技術(shù)水平，我們就很有必要對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究。 鋯合金具有良好的機(jī)械性能，在核工業(yè)、石化工業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。尤其是具有中子吸收截面積小和抗中子輻照能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，

3、在核能領(lǐng)域有著十分重要的用途，常常被用于制造核反應(yīng)堆燃料的包殼。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的需求十分突出。而加快核電事業(yè)的發(fā)展對(duì)解決我國(guó)在能源領(lǐng)域的供求矛盾無(wú)疑具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。這些都需要我們?cè)阡喓辖鸨砻娓男蕴幚砩线M(jìn)行深入的研究與探索，以提高鋯合金的耐磨和抗腐蝕性能。 本文對(duì)采用高頻感應(yīng)氧化技術(shù)在鋯合金表面形成氧化陶瓷膜的工藝參數(shù)進(jìn)行了研究；建立了高頻感應(yīng)氧化處理的氧化動(dòng)力學(xué)模型；此外，為了分析陶瓷膜厚度對(duì)反應(yīng)堆輸

4、出功率的影響，還探索性地研究了陶瓷膜厚度與包殼導(dǎo)熱系數(shù)的定量關(guān)系。研究指出：處理時(shí)間為3～5min，處理溫度為520～600℃，在A介質(zhì)中所獲得的陶瓷膜層的綜合性能最為優(yōu)異。 此外，文中對(duì)陽(yáng)極氧化處理、高壓釜預(yù)生膜處理以及高頻感應(yīng)氧化處理技術(shù)所獲得的陶瓷氧化膜層的耐腐蝕性和耐磨性能進(jìn)行了對(duì)比分析。研究結(jié)果表明：在400℃，10.3Mpa環(huán)境中腐蝕72h后，高頻感應(yīng)氧化處理后的鋯合金腐蝕增重只有陽(yáng)極氧化處理后的Zr-4合金的1/6