鎳基合金具有優(yōu)異的抗高溫蠕變和抗中子輻照脆化等特性,并且不易受到純凈氟化熔鹽的侵蝕,因此被候選為熔鹽反應(yīng)堆的主要結(jié)構(gòu)材料。然而,當(dāng)熔鹽中含有水、金屬氧化物時,易被腐蝕的過渡金屬腐蝕產(chǎn)物與氧化性雜質(zhì)之間吉布斯自由能之差將加速驅(qū)動合金的腐蝕。合金材料與熔鹽長時間接觸的腐蝕形貌多呈現(xiàn)出內(nèi)部空洞,過程中具體表現(xiàn)為由于活躍合金元素尤其是鉻的選擇性流失而形成的點(diǎn)蝕和晶界腐蝕等,且腐蝕失重程度與合金中初始的鉻含量呈明顯的正相關(guān)性。最終導(dǎo)致合金強(qiáng)度降低及機(jī)械性能退化,從而縮短合金的服役壽命。目前,通過優(yōu)化合金的元素組分與組織結(jié)構(gòu)、改良熔鹽純化工藝是提高鎳基合金的耐腐蝕性能的主要方法。熔鹽環(huán)境中鎳基合金的腐蝕一般認(rèn)為是發(fā)生在合金-熔鹽界面上的復(fù)雜化學(xué)過程。因此,研究合金化學(xué)組分的布居、與熔鹽中氧化性介質(zhì)相互作用時所涉及的表面、界面過程對理解合金腐蝕萌生階段的微觀機(jī)制至關(guān)重要。本論文采用基于密度泛函的第一性原理計算方法,從原子尺度上探索了鎳基合金在氟鹽以及水氧等腐蝕環(huán)境下的相互作用行為,重點(diǎn)研究上述環(huán)境條件下材料表界面的微觀結(jié)構(gòu)演化,為深入闡明鎳基合金氟鹽腐蝕初期的受控因素提供理論指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容與結(jié)論... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

熔鹽堆的材料

圖 1.2 Hastelloy N 合金在 850°C 的 FLiNaK 熔鹽中浸泡 500 小時的截面形貌[27]。igure 1.2 Cross morphology of Hastelloy N after the corrosion experiment at 850 °C inmolten fluoride salt (FLiNaK) for 500 hours.圖1.3 不同合金在850 °C的FLiNaK高溫熔鹽中浸泡500小時之后的腐蝕失重[27]。igure 1.3 Weight-loss due to corrosion for various alloys after exposure to FLiNaK at

Figure 1.2 Cross morphology of Hastelloy N after the corrosion experiment at 850 °C inmolten fluoride salt (FLiNaK) for 500 hours.圖1.3 不同合金在850 °C的FLiNaK高溫熔鹽中浸泡500小時之后的腐蝕失重[27]。Figure 1.3 Weight-loss due to corrosion for various alloys after exposure to FLiNaK at850 °C for 500 h.圖 1.4 (a) Inconel 600, (b) Hastelloy X and (c) Hastelloy C-276的金相圖像[31]。Figure 1.4 Metallographic images of (a) Inconel 600, (b) Hastelloy X and (c) Hastelloy C-276.


本文編號：3213332