由于鋯合金具有低的熱中子吸收截面、良好的耐腐蝕性能以及力學(xué)性能，因此被廣泛用于核反應(yīng)堆中燃料元件的包殼材料。為提高核電的經(jīng)濟(jì)性，需要加深核燃料的燃耗，延長(zhǎng)換料周期，這就對(duì)反應(yīng)堆包殼材料鋯合金的耐腐蝕性能提出了更高的要求。合金化是有效提高鋯合金耐腐蝕性能的主要方法之一，Bi作為一種熱中子吸收截面低（0.034×10-24cm2），在α-Zr中的溶解度較大，且滿足Wagner提出的空位擴(kuò)散理論的元素，可以作為考慮添加的一種合金元素。本文選用Zr-1Nb合金作為研究對(duì)象，在此基礎(chǔ)上添加少量B（i0.05%⁰.3%）制成含Bi的Zr-1Nb-xBi合金。用靜態(tài)高壓釜腐蝕實(shí)驗(yàn)研究了它們?cè)?00℃/10.3MPa過(guò)熱蒸汽、360℃/18.6MPa去離子水中的腐蝕行為，同時(shí)通過(guò)縮短腐蝕過(guò)程中開釜周期的方法研究了Zr-Nb系列合金在360℃/18.6MPa/0.01M LiOH水溶液中腐蝕前期的行為；運(yùn)用FIB、SEM、TEM、EDS等制樣和觀察手段研究了合金的顯微組織和氧化膜的內(nèi)表面、外表面及斷口形貌，以及氧化膜橫截面的顯微組織和第二相在氧化膜中的氧化行為，認(rèn)識(shí)了添加不同Bi含... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 核電的發(fā)展
    1.2 鋯合金在核電中的應(yīng)用
    1.3 鋯合金的研究現(xiàn)狀
    1.4 合金元素對(duì)鋯合金耐腐蝕性能的影響
        1.4.1 合金元素對(duì) Zr-Sn 系合金耐腐蝕性能的影響
        1.4.2 合金元素對(duì) Zr-Nb 系合金耐腐蝕性能的影響
        1.4.3 合金元素對(duì) Zr-Sn-Nb 系合金耐腐蝕性能的影響
    1.5 水化學(xué)條件對(duì)鋯合金耐腐蝕性能的影響
    1.6 研究的意義和內(nèi)容
第二章 研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 腐蝕樣品制備
    2.3 高壓釜腐蝕實(shí)驗(yàn)
    2.4 顯微組織觀察分析
        2.4.1 合金的顯微組織觀察
        2.4.2 氧化膜的顯微組織觀察
    2.5 儀器設(shè)備
    2.6 數(shù)據(jù)及圖像處理軟件
第三章 Zr-1Nb-xBi 合金的顯微組織
    3.1 引言
    3.2 合金的顯微組織
    3.3 本章小結(jié)
第四章 Zr-1Nb-xBi 合金在 360 ℃/18.6 MPa 去離子水中的耐腐蝕性能
    4.1 引言
    4.2 腐蝕行為
    4.3 氧化膜顯微組織
        4.3.1 氧化膜的外表面形貌
        4.3.2 氧化膜的斷口形貌
        4.3.3 氧化膜的內(nèi)表面形貌
    4.4 氧化膜橫截面顯微組織及第二相的氧化行為
        4.4.1 氧化膜橫截面的顯微組織
        4.4.2 ZrNbFe 型第二相的氧化過(guò)程
        4.4.3 柱狀晶區(qū)域中β-Nb 第二相的氧化
        4.4.4 等軸晶區(qū)域中β-Nb 第二相的氧化
    4.5 添加 Bi 影響合金耐腐蝕性能的原因探討
        4.5.1 添加 Bi 對(duì)氧化膜顯微組織演化的影響
        4.5.2 添加 Bi 對(duì)第二相氧化的影響
    4.6 結(jié)論
第五章 Zr-1Nb-xBi 合金在 400 ℃/10.3 MPa 過(guò)熱蒸氣中的耐腐蝕性能
    5.1 引言
    5.2 腐蝕行為
    5.3 氧化膜顯微組織
        5.3.1 氧化膜的外表面形貌
        5.3.2 氧化膜的斷口形貌
        5.3.3 氧化膜的內(nèi)表面形貌
    5.4 分析討論
        5.4.1 添加 Bi 影響合金耐腐蝕性能的原因
        5.4.2 水化學(xué)條件對(duì) Zr-1Nb-xBi 合金耐腐蝕性能的影響
    5.5 結(jié)論
第六章 Zr-1Nb-xBi合金在360℃/18.6MPa/ 0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蝕性能
    6.1 引言
    6.2 腐蝕行為
    6.3 氧化膜顯微組織
        6.3.1 氧化膜的外表面形貌
        6.3.2 氧化膜的斷口形貌
        6.3.3 氧化膜的內(nèi)表面形貌
    6.4 氧化膜橫截面顯微組織及第二相的氧化行為
        6.4.1 氧化膜橫截面顯微組織結(jié)構(gòu)
        6.4.2 氧化膜內(nèi)層β-Nb 第二相的氧化
        6.4.3 氧化膜中間層β-Nb 第二相的氧化
    6.5 分析討論
        6.5.1 腐蝕方式改善 Zr-Nb 系合金耐腐蝕性能的原因
        6.5.2 合金元素對(duì)耐腐蝕性能的影響
    6.6 結(jié)論
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 本文主要結(jié)論
    7.2 本研究工作的創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 今后的工作與展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀碩士學(xué)位期間所參與的科研項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]添加Bi對(duì)Zr-4合金在400℃/10.3 MPa過(guò)熱蒸汽中耐腐蝕性能的影響[J]. 姚美意,鄒玲紅,謝興飛,張金龍,彭劍超,周邦新.  金屬學(xué)報(bào). 2012(09)
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[3]添加Cu對(duì)M5合金在500℃過(guò)熱蒸汽中耐腐蝕性能的影響[J]. 李士爐,姚美意,張欣,耿建橋,彭劍超,周邦新.  金屬學(xué)報(bào). 2011(02)
[4]Zr-4合金表面氧化膜的電化學(xué)阻抗譜特征[J]. 鐘祥玉,楊波,李謀成,姚美意,周邦新,沈嘉年.  稀有金屬材料與工程. 2010(12)
[5]Zr-4合金氧化膜的顯微組織研究[J]. 周邦新,李強(qiáng),姚美意,劉文慶,褚于良.  腐蝕與防護(hù). 2009(09)
[6]發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),關(guān)鍵在于低碳技術(shù)創(chuàng)新[J]. 何建坤.  綠葉. 2009(01)
[7]熱處理制度對(duì)Zr-Sn-Nb鋯合金氧化膜結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉文慶,耿迅,劉慶冬,李強(qiáng),姚美意,周邦新.  稀有金屬材料與工程. 2008(03)
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[9]Zr-Sn-Nb合金耐癤狀腐蝕性能的研究[J]. 周邦新,姚美意,李強(qiáng),夏爽,劉文慶,褚于良.  稀有金屬材料與工程. 2007(08)
[10]熱處理影響Zr-4合金耐癤狀腐蝕性能的機(jī)制[J]. 周邦新,李強(qiáng),姚美意,夏爽,劉文慶,褚于良.  稀有金屬材料與工程. 2007(07)



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