發(fā)布時間：2020-12-14 09:00

　　鋯合金具有小的中子吸收截面、輻照穩(wěn)定性,足夠的機(jī)械強度,與冷卻劑、裂變產(chǎn)物及燃料的相容性,優(yōu)異的加工特性,廣泛應(yīng)用于核反應(yīng)堆包殼以及其他關(guān)鍵部件。隨著核反應(yīng)堆燃耗的增加,急需提高現(xiàn)有鋯合金包殼的耐腐蝕性。石墨烯以其特殊的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、超疏水性,在防腐蝕領(lǐng)域有著巨大的潛力。本論文采用PECVD方法在鋯合金表面原位生長垂直石墨烯,利用電化學(xué)方法和高溫氧化試驗系統(tǒng)研究鋯合金表面垂直石墨烯的電化學(xué)耐腐蝕性和抗氧化性,揭示其耐腐蝕機(jī)理。本文采用PECVD在鋯合金表面制備垂直石墨烯薄膜（VFG）,通過優(yōu)化工藝參數(shù),得到了當(dāng)氣體流比量為Ar/CH4:10:90、溫度為600℃、生長時間為60min,氣體壓強為500Pa時,可得到缺陷最少、密集程度最高的超疏水結(jié)構(gòu)的垂直石墨烯,其潤濕角達(dá)119°。VFG與鋯合金基體之間存在結(jié)晶碳層,兩者之間結(jié)合良好;VFG的高度約為100nm,透射電鏡結(jié)果顯示VFG層數(shù)為3-5層,屬于少層石墨烯。Na Cl溶液和KOH溶液的長期浸泡實驗和電化學(xué)性能測試結(jié)果表明,鋯合金的腐蝕電阻隨時間變化,呈現(xiàn)先急劇增大再減小再增大的規(guī)律,波動明顯,變化大于5000... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋯合金氧化腐蝕機(jī)理示意圖

殊的涂層結(jié)構(gòu)對于金屬材料和外部環(huán)境中的氧化性氣體當(dāng)于一個隔離保護(hù)層，直接隔離兩者之間的聯(lián)系，從而而起到保護(hù)金屬基體的作用[20-21]。烯的結(jié)構(gòu)與性能，簡而言之就是單層的石墨，是由 sp2雜化的碳原子以而成的沒有固定邊界的理想完美二維晶體材料，碳原子元環(huán)的形式結(jié)合成鍵, 如圖 1-3 所示[22]。石墨的層間作剝離形成一層層薄薄的石墨片，這些只有一個碳原子厚石墨烯。它是目前世界上最薄的材料，厚度只有 0.334.142nm，每個晶格由互成 120°的三個 σ 鍵連接，形成穩(wěn)定烯具有非常優(yōu)異的機(jī)械性能。石墨烯每層中包含很多碳和 sp2雜化軌道平面是相互垂直的，因此可以形成貫穿。大 π 鍵中的電子并不限制于兩個原子之間，而是非定維晶體中自由運動，賦予石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文納米材料多種多樣，既有零維的富勒烯 C60、一維的碳納米管（石墨烯以及三維的石墨和金剛石[23]。石墨烯是組成其他碳納米構(gòu)單元，將石墨烯曲翹包覆可以形成零維的富勒烯，卷曲可以形米管，而由一層層的石墨烯通過疊加而成石墨和金剛石材料，如

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋯及鋯合金在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 石明華,劉彩利,周軍,田鋒,張建軍,王文生,李中奎.  熱加工工藝. 2015(18)
[2]石墨烯制備及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張忠松,欒繼河,陳晶晶.  科技與企業(yè). 2015(17)
[3]高溫高壓水環(huán)境中鋯合金腐蝕的原位阻抗譜特征[J]. 楊波,李謀成,姚美意,周邦新,沈嘉年.  金屬學(xué)報. 2010(08)
[4]加快發(fā)展我國核電建設(shè)的意義與作用[J]. 邢修武.  大眾用電. 2010(04)
[5]我國高性能鋯合金的發(fā)展[J]. 趙文金,周邦新,苗志,彭倩,蔣有榮,蔣宏曼,龐華.  原子能科學(xué)技術(shù). 2005(S1)
[6]M5合金的堆內(nèi)外性能概述[J]. 趙文金.  核動力工程. 2001(01)
[7]法國壓水堆燃料元件新一代包殼材料的發(fā)展[J]. 趙文金.  核動力工程. 2000(03)
[8]改善鋯－4合金耐腐蝕性能的研究[J]. 周邦新,趙文金,苗志,潘淑芳,李聰,蔣有榮.  核科學(xué)與工程. 1995(03)



本文編號：2916170