不銹鋼作為輕水堆核電站關(guān)鍵材料,在長期服役過程中會發(fā)生點蝕和縫隙腐蝕,這嚴重影響核電站運行的安全性。由于模擬核電環(huán)境實驗復雜,目前對于如何提高結(jié)構(gòu)材料在高溫高壓水中耐蝕性的研究較少。因此,探究能夠有效提高結(jié)構(gòu)材料耐蝕性的表面改性手段及工藝,對維護核電站安全運行具有重要意義。本文以核電站用304不銹鋼為基體,利用激光熔凝、等離子體滲氮及磁控濺射技術(shù)在基體表面分別制備了添加和未添加Y₂O₃的熔凝層、不同時間的滲氮層、純Cr等離子體氮化層及N/Cr N復合涂層,利用SEM、EDS、OM、XRD、Raman光譜、XPS、電化學工作站等技術(shù)表征并分析了不同改性層在常溫含Cl^-溶液環(huán)境中的耐蝕性能及在高溫高壓水中的氧化過程,并討論了不同改性層在兩種環(huán)境中的腐蝕機理。論文取得的主要進展如下:研究了Y₂O₃添加對熔凝層點蝕行為的影響。結(jié)果表明,激光熔凝和Y₂O₃的添加均可提高304不銹鋼基體的耐點蝕性。Y₂O₃

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 前言
    1.2 核電材料在高溫高壓水中的腐蝕行為
        1.2.1 金屬材料高溫高壓水氧化行為研究進展
        1.2.2 氧化膜形成影響因素
    1.3 表面改性技術(shù)
        1.3.1 激光表面改性
        1.3.2 等離子體滲氮
        1.3.3 磁控濺射制備硬質(zhì)涂層
        1.3.4 表面改性提高核電材料耐蝕性研究進展
    1.4 選題意義
2.實驗內(nèi)容
    2.1 實驗材料與試樣制備
    2.2 實驗裝置
        2.2.1 激光加工設備
        2.2.2 等離子體增強非平衡磁控濺射鍍膜機
        2.2.3 高溫高壓水浸泡實驗裝置
        2.2.4 沖刷腐蝕實驗裝置
    2.3 改性層制備與模擬腐蝕實驗
        2.3.1 Y₂O₃添加激光熔凝層的制備
        2.3.2 等離子體滲氮層的制備
        2.3.3 純Cr等離子體氮化層的制備
        2.3.4 N/CrN復合涂層的制備
    2.4 改性層表征和微觀分析方法
        2.4.1 掃描電鏡分析(SEM、EDS)
        2.4.2 金相顯微鏡分析(OM)
        2.4.3 X射線衍射分析(XRD)
        2.4.4 Raman光譜測試系統(tǒng)
        2.4.5 X射線光電子譜(XPS)
        2.4.6 電化學工作站(Electrochemical workstation)
3.Y₂O₃對304不銹鋼腐蝕行為影響
    3.1 Y₂O₃添加對熔凝層點蝕行為的影響
        3.1.1 熔凝層形貌表征
        3.1.2 動電位極化曲線分析
        3.1.3 電化學交流阻抗分析
        3.1.4 熔凝層點蝕過程與機理
    3.2 Y₂O₃添加對熔凝層在高溫高壓水中氧化行為的影響
        3.2.1 熔凝層形貌和成分表征
        3.2.2 熔凝層表面氧化膜形貌分析
        3.2.3 熔凝層表面氧化膜物相分析
        3.2.4 熔凝層在高溫高壓水中的氧化過程與機理
    3.3 本章小結(jié)
4.等離子體滲氮對304不銹鋼腐蝕行為影響
    4.1 滲氮時間對304不銹鋼在含Cl^-溶液中腐蝕行為的影響
        4.1.1 滲氮層截面形貌表征
        4.1.2 滲氮層成分分析
        4.1.3 滲氮層Tafel極化曲線分析
        4.1.4 滲氮層電化學阻抗譜分析
        4.1.5 沖刷腐蝕失重結(jié)果分析
    4.2 滲氮時間對304不銹鋼在高溫高壓水中氧化行為的影響
        4.2.1 滲氮層表面氧化膜成分XRD分析
        4.2.2 滲氮層表面氧化膜成分Raman光譜分析
        4.2.3 滲氮層表面氧化膜形貌分析
        4.2.4 滲氮層在高溫高壓水中的氧化過程與機理
    4.3 本章小結(jié)
5.磁控濺射復合涂層對304不銹鋼腐蝕行為影響
    5.1 純Cr等離子體氮化層的腐蝕行為研究
        5.1.1 純Cr等離子體氮化層成分分析
        5.1.2 常溫電化學腐蝕過程研究
        5.1.3 高溫高壓水浸泡后氧化膜形貌分析
        5.1.4 高溫高壓水浸泡后氧化膜Raman光譜分析
    5.2 N/CrN復合涂層的腐蝕行為研究
        5.2.1 涂層截面形貌與物相分析
        5.2.2 常溫電化學腐蝕過程研究
        5.2.3 沖刷腐蝕失重結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
6.結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝
作者簡介



本文編號：3789294