学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

铁基及钛基合金在熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为研究

作　者: 屈献永
导　师: 张俊善
学　校: 大连理工大学
专　业: 材料学
关键词: LiCl-Li2O 热腐蚀 铁基合金 钛基合金 表面改性
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 133次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


使用后的核燃料—乏燃料的锂化还原技术是能够有效地减少乏燃料的体积和辐射性的一种新技术,便于其存储和管理。但是在乏燃料的处理过程中,结构材料受到熔融LiCl-Li2O严重的腐蚀,从而阻碍了这种新技术的工业化的应用。本文采用浸没法模拟材料在乏燃料处理过程中的服役条件,利用X射线衍射（XRD）、金相、带能谱的扫描电镜（SEM/EDAX）、电子探针（EPMA）等手段研究了纯金属铁、40Cr、两种不锈钢、TiAl基金属间化合物、纯金属钛及纯钛渗氮后在熔融LiCl-Li2O中的腐蚀行为,探讨了金属在熔盐中的腐蚀机制,为乏燃料锂化还原处理技术所需的结构材料的选材和防护金属涂层提供有益的研究结果和实验数据。 纯铁和40Cr在750℃下,熔融LiCl-10%Li2O腐蚀后生成了相同的腐蚀产物LiFeO2,二者的腐蚀减重均随时间的延长而增大,且40Cr的腐蚀失重略低于纯铁。奥氏体在熔融LiCl-10%Li2O中的耐蚀性能优于铁素体,但是差别不大。 316L的腐蚀产物为Fe的含锂氧化物（LiFeO2和LiFe5O8）和Cr的氧化物（Cr2O3和LiCrO2）。1Cr17的腐蚀层分为三层,分别为LiFeO2（外层）,LiFeO2、LiCrO2（中间层）,Cr2O3（内层）。1Cr17比316L在相同条件下腐蚀更为严重。这和两种不锈钢的成分和组织有关系。1Cr17为单一的铁素体组织,316L为单一的奥氏体组织:316L中的Ni和Mo元素的添入提高了其抗腐蚀性能。 Ti3Al腐蚀后生成了双层腐蚀膜,外层为LiAlO2和Al2O3,内层为Li2TiO3和TiO2;TiAl-5Nb腐蚀后也生成了双层腐蚀膜,外层为LiAlO2,内层为Li2TiO3和TiO2。腐蚀初期的加速腐蚀归因于LiAlO2的快速生长;而腐蚀后期较慢的腐蚀速率是由于Ti的氧化物（Li2TiO3和TiO2）构成的内层具有较好的抗腐蚀性能。Nb的加入阻碍了Ti的向外扩散,对TiAl-5Nb的抗熔盐腐蚀起了一定的作用。 纯钛在熔盐中首先发生了Ti的氧化生成TiO2,而后转化成Li2TiO3。形成的Li2TiO3由于致密、平整,阻碍了氧和O2-向基体扩散,所以腐蚀速率在后期有所减慢。采用气体渗氮法在900℃对纯Ti进行了10h的表面渗氮处理,在纯钛表面制备了30～70μm致密、连续的Ti-N化合物（TiN和Ti2N）渗层。在空气中650℃下,采用浸没法研究了渗氮层对纯钛在熔融LiCl-Li2O中腐蚀行为的影响。结果表明,渗氮层改善了纯钛在熔融LiCl-Li2O中的抗腐蚀性能,这归因于渗氮层有效阻碍了氧和O2-向基体内部的扩散。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 引言  9
  1.2 硫酸盐热腐蚀  9-19
    1.2.1 实验方法  10-11
    1.2.2 热腐蚀的热力学  11-15
    1.2.3 热腐蚀机理—酸碱熔融模型  15-17
    1.2.4 合金元素对抗热腐蚀性能的影响  17-19
  1.3 论文的研究目的和意义  19-21
2 实验材料和方法  21-23
  2.1 实验材料  21
  2.2 腐蚀实验  21
  2.3 腐蚀产物分析  21-23
3 纯铁及40Cr在熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为  23-29
  3.1 腐蚀热力学  23
  3.2 腐蚀产物分析  23-24
  3.3 讨论  24-28
  3.4 小结  28-29
4 奥氏体不锈钢316L及铁素体不锈钢1Cr17在熔融LICl-Li_2O中的腐蚀行为  29-35
  4.1 腐蚀动力学  29-30
  4.2 腐蚀产物分析  30-31
  4.3 讨论  31-34
  4.4 小结  34-35
5 Ti_3Al及TiAl-5Nb金属间化合物在熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为  35-44
  5.1 腐蚀热力学  35
  5.2 腐蚀产物分析  35-38
  5.3 讨论  38-43
  5.4 小结  43-44
6 纯钛及纯钛渗氮后试样在熔融LiCl-Li_2O中的腐蚀行为  44-51
  6.1 渗氮实验  44
  6.2 渗氮层组织结构  44-46
  6.3 腐蚀动力学  46-47
  6.4 腐蚀产物分析  47-48
  6.5 讨论  48-50
  6.6 小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-55
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  55-56
致谢  56-57
大连理工大学学位论文版权使用授权书  57

相似论文

  1. 不同类型亲水结构表面修饰聚氨酯的合成及其生物相容性研究,R318.08
  2. 聚苯胺/短纤维增强天然橡胶性能研究,TQ330.1
  3. PBO纤维表面常压等离子体处理研究,TS195.6
  4. 常压脉冲射频等离子体放电对高强高模聚乙烯纤维的表面改性,TQ342.61
  5. 抗高温硫化腐蚀热喷涂涂层的研究,TG174.442
  6. 炭/炭复合材料+羟基磷灰石涂层（C/C+HA）复合骨植入材料研究,R318.08
  7. 镀镍铜框架表面改性及提高与EMC粘附力的研究,TN305.94
  8. 纳米Mg（OH）_2阻燃剂的表面改性及其在聚丙烯中的应用,TB383.1
  9. 天然重晶石粉末表面改性及工艺流程设计,TQ630.4
  10. 航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂的研制,TQ433
  11. 纳米晶304不锈钢腐蚀行为的研究,TG172
  12. 采用添加剂表面改性和洗涤废水提高低阶煤成浆性的研究,TQ536
  13. 玻纤增强生物聚酯P3/4HB及玻纤表面改性的研究,TQ327.1
  14. 接枝聚合对聚合物的表面改性与性能表征,O631.3
  15. 聚丙烯膜表面可控改性及光催化膜反应器的研究,TQ028.8
  16. 铝基相变储热材料的界面腐蚀行为及腐蚀机理研究,TB34
  17. 纳米SiO_2在PE薄膜中增强增韧的研究,TB383.1
  18. 沉淀聚合法合成低分子量苯乙烯—马来酸酐交替共聚物的研究,O631.3
  19. 微弧氧化制备功能性陶瓷膜的研究,TB383.2
  20. 表面硅烷化改性纯钛及其细胞相容性研究,R318.08
  21. 氢氧化镁晶须的合成及其在高分子材料中的应用,O631.3

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 各种类型的金属腐蚀
© 2012 www.xueweilunwen.com