氢化锆表面电镀铬膜阻止氢渗透的研究

《氢化锆表面电镀铬膜阻止氢渗透的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西华大学硕上学位论文氢化锆表面电镀铬膜阻止氢渗透的研究材料学专业研究生单丽梅指导教师赵平教授摘要在核反应堆中，氢化锆是一种理想的空间堆或小型反应堆的慢化剂材料，而且已经在重量轻、体积小的反应堆及液态金属冷却的热中子反应堆中付诸应用。但是将氢化锆用于反应堆，必须解决一个重要的问题是工作温度影响问题。作为中子慢化剂，氢化锆的工作温度在650．750℃之间。在这个温度下，WZr原子比大于1．8的氢化锆的氢分解压远远高于一个大气压，即氢化锆中的氢将很容易析出。氢的析出一方面增大包壳中的压力，另一方面则使氢化锆中f班■原子比减小(氢含量降低)而使中予慢化能力减弱、最终丧失这种能力。因此，阻止或减

2、缓氢的析出，是能否将氢化锆应用于小型反应堆而必须解决的一个关键问题。国内外对这方面的研究资料表明，为了达到阻止或减少氢析出的目的，通常在材料表面建立防氢渗透层。本文的主要内容是通过在氢化锆表面电镀Cr-C的方法制备氢渗透阻挡层。(1)研究了在氢化锆表面制备氢渗透阻挡层的工艺，如电镀时间，电镀的电流密度，试样的预处理等工艺参数对制备氢渗透阻挡层的影响。(2)研究了氢渗透阻挡层形貌、组织结构与成分。使用扫描电子显微镜(sEM)观察了氢渗透阻挡层与基体的结合情况；采用X射线衍射仪(XRD)测定了氢渗透阻挡层的组织结构；使用了X射线光电子能谱仪(XPS)对氢渗透阻挡层表面元素价态进行测定。(3

3、)研究了氢渗透阻挡层在700℃时存在吸氢物质情况下的性能，采用x射线衍射仪(ⅪtD)测定了氢渗透阻挡层的组织结构。(4)研究了氢渗透阻挡层在700℃时分别存在较大压力及较小压力的C02的情况西华大学硕士学位论文下的性能，使用了x慰线光电子能谱仪(Ⅺ，S)对氢渗透阻挡层表面元素价态进行测定；使用扫描电子显微镜(SEM)观察了氢渗透阻挡层，并对出现的问题作出解释。研究的结果表明：(1)用电镀Cr-C的方法制备的试样膜层中含有大m--OH基团和C-H键。(2)电镀Cr-C的方法制备的氢渗透阻挡层主要由斜锆石(baddeleyite)结构的Zr02、电镀Cr-C层、Cr203组成；XPS分析表

4、明在700℃加热保温数小时后，膜层中的C和O因为与H形成C．H键、0．H键而达到阻氢的作用。(3)700"(2时渗透的氢优先与碳成键，随着时间的延长和氢阻挡层中氢渗透的增多，C和0都有冲破0．C或C-O的倾向而去捕捉氢。(4)氢渗透阻挡层在700℃时不适于在有吸氢物质的情况下工作。(5)氢渗透阻挡层在700℃时不适于在有过量COz的情况下工作，但少量的C02对阻挡层没有破坏作用。关键词：氢化锆，电镀Cr-C，氢渗透阻挡层，C02n西华大学硕士学位论文AStudyofProhibitingPermeationofHydrogenwithCr-CfilmElectroplatedonthe

5、SurfaceoftheZirconiumHydrideMateriaISciencePostgraduate：LiMeiSHANSupervisor：．Prof．PingZHAOAbstractInnuclearreactionpiles．zirconiumhydridehasbecomeonekindofidealmoderatormstenalsinspacepilesandsmallnuclealreactionpiles"andhasbeenputintoUSeinnotonlyreactionpileswhichhaslittleweightandlittlevolumeb

6、utalsohotneutronreactionpileswhichalecooledbyliquidmetal．，Butoneimportantproblemaboutzirconiumhydridemustberesolvedisitsworkingtemperature’Sinfluencewhenitisusedinreactionpiles．Asmoderator,Zirconimnhydrideworksattemperaturebetween650"Cand750"Cinspacepiles，inthisCaSe，zirconiumhy妊如(atomratioof日压>l

7、，8)losesitshydrogeneasily．Theescapinghydrogenenlargesthepressureintheroomandlowertheneutronmoderatingability．Thereforesomethingmustbedoneaboutzirconiumhydridetopreventhydrogenfromdispersingfromitsinnerpart．Somedomesticandove