CeO2-Y2O3-Al2O3纳米复合涂层在高温水蒸汽中的行为

本项目全面分析国内外煤炭、石油、核反应堆能源系统高温高压水蒸气环境下材料与防护涂层未来服役目标和发展方向，尖锐指出材料与防护涂层的失效机制与不能满足未来服役目标的制约本质，首次在国内外提出"材料/环境热力学/化学/物理/力学稳定性"和"防护涂层/氧化膜/基体合金稳定完备性"防护体系的新理念，依据我们已经取得的理论与实验成果为基础，创新提出解决国际前沿核心共性瓶颈和满足未来服役要求的办法，即以CeO2-Y2O3-Al2O3纳米复合涂层的稳定隔离及其对基体合金的环境氧化进行智能调控、达到 整个防护体系的稳定完备实现最佳优化的服役寿命！理论上，解决1）防护涂层稳定性与寿命机制；2）基体合金环境的优化及寿命机制；3）整个防护体系协调稳定与完备的调控与寿命机制。在实际应用上，实质性满足国内外高温水蒸汽环境下能源材料未来使用寿命，并为其大工业化应用提供经济便利的绿色涂层和工艺技术。

本项目针对核电系统在未来高温高压水蒸气650C、30MPa条件下迄今为止国内外尚无有任何一种材料或涂层能够此环境中安全工作100000小时的现状，深入系统研究了热电系统两大类关键金属合金镀层NiCoCr和稀土类复合陶瓷涂层Al2O3-CeO2-Y2O3的制备原理、工艺参数及其抗腐蚀机理与防护能力。取得了如下重要进展：..1. 系统研究了电化学沉积NiCoCr镀层的机理、影响因素、镀层材料成分、结构及其相互作用关系，优化了镀层机制、工艺技术参数，调控优化了镀层材料的成分、结构及其与基体的力学行为，为工业制造满足优质抗腐蚀性能的NiCoCr镀层提供了理论和技术依据；.2. 系统研究了NiCoCr镀层材料的电化学腐蚀机理、抗腐蚀防护性能，优化了镀层材料抗腐蚀的组成成分、组织结构和保护性能，建立了镀层工艺参数、机理、镀层材料成分、组织结构与其电化学抗腐蚀性能三者之间相互关系的数据库；.3. 研究了化学制备复合稀土陶瓷涂层Al2O3-CeO2-Y2O3的机制、影响因素、涂层材料的组成成分、组织结构、保护性能及其相互的关系，优化了化学制备涂覆机制、工艺技术参数，调控优化涂层材料的组成成分、组织结构及其与基体的力学关系，为工业制造满足抗腐蚀性能的优质Al2O3-CeO2-Y2O3化学复合稀土陶瓷涂层提供了理论和技术依据；.4. 系统研究了Al2O3-CeO2-Y2O3化学复合稀土陶瓷涂层材料的电化学腐蚀机理、防护机制和性能，优化了涂层材料的组成成分、组织结构和保护性能，建立了涂层工艺参数、化学沉积机制、材料组成成分、组织结构与电化学抗腐蚀性能三者之间相互关系的数据库。..目前，已经发表专著1部，获得国家奖励1项，特邀作国际学术大会专题报告与发表论文7篇，发表期刊论文7篇，毕业研究生4名。 正申报发明专利2项、撰写一部国际专著，撰写科技论文2篇。