合金元素铜影响锆合金耐腐蚀性能的机理研究

锆合金是水冷核反应堆中燃料元件的包壳材料。为降低核电成本，需要增加核燃料的燃耗，延长燃料组件的换料周期，因而需要开发性能更好的锆合金。添加合金元素Cu可以提高锆合金的耐腐蚀性能。本项目将选用典型的Zr-Sn、Zr-Nb和Zr-Sn-Nb系合金，配制含Cu的对比锆合金，进行归一化热处理；分析合金的显微组织，以及合金元素Cu的影响；确定含Cu第二相粒子的成分及晶体结构；进行堆外高压釜腐蚀实验，比较耐腐蚀性能的差异；配制与含Cu第二相粒子一致的合金，研究其腐蚀行为；研究锆合金腐蚀后生成氧化膜的显微组织，特别是Cu元素在氧化膜中的存在形式及对氧化膜结构的影响；最终提出合金元素Cu影响锆合金耐腐蚀性能的机理，为新型锆合金的研发提供实验及理论依据。