摘要:鋯因其極低的中子吸收截面、較高的熔點和優(yōu)良的耐腐蝕性等特點,在核技術領域得到大量應用,主要作為核燃料的包殼材料。2011年日本福島核事故后,事故容錯燃料(ATF)的開發(fā)成為研究熱點,尤其著重提高包殼材料的抗高溫氧化性,而在鋯合金表面制備涂層是提高該能力的重要途徑之一。評述了鋯合金包殼表面涂層的種類、性能、制備方法及各種方法的特點與發(fā)展。指出激光熔覆、等離子噴涂和冷噴涂都有沉積速率快、涂層厚的特點,但涂層過厚將降低核燃料的中子經(jīng)濟性。激光熔覆和等離子噴涂制得的涂層內(nèi)應力大,存在較多氣孔甚至微裂紋。冷噴涂涂層的應力和氣孔得到改善,但噴涂法都存在粉塵及噪聲污染等問題。重點分析了磁控濺射法(MS)和電弧離子鍍(AIP)兩種物理氣相沉積技術在包殼涂層制備中的應用現(xiàn)狀、存在的問題及未來發(fā)展方向。指出磁控濺射法因沉積速率可控、涂層的內(nèi)應力小及涂層組分可調整等優(yōu)勢而應用最廣。電弧離子鍍因涂層致密、結合力強而最具發(fā)展?jié)摿Α_@為進一步促進鋯合金表面涂層的制備與研究提供了參考。
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