《包壳材料》PPT课件.ppt

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1、包壳材料包壳的堆内行为锆合金及合金化原理Questions1）对包壳材料的性能要求是什么？2）可考虑用作包壳的候选材料有哪些？3）Zr合金的合金化目的是什么？4）为什么在Zr中加入Sn有助于抵消N的危害，降低腐蚀速率？5）在Zr中加入Fe、Ni、Nb等合金元素的好处分别是什么？6）简述Zr-Sn合金的发展历程。7）Zr-4合金的氧化腐蚀规律是什么？8）Zr合金内氢化破坏的过程如何？9）消除Zr合金的内氢化措施有哪些？10）简述PCI引发包壳的破损过程。减小元件破损率、保证包壳的完整性是提高元件燃耗、保证反应堆正常、高效和经济运行的重要前提和主要制约因素

2、。对包壳材料的性能要求易于加工，成本低设计尺寸？常见的包壳材料锆的物理性质什么叫做相？相变？密排六方hcp&体心立方bcc？金属或合金中具有同一成分，同一状态的均一组成，并有界面与其它部分分开的均匀组成部分称为相。固溶体相和化合物相等。由于温度、成分或压力的变化而导致金属或合金发生相的分解，相的合成或晶体结构的转变过程称为相变。ClassificationofmaterialsbasedonstructureRegularityinatomarrangement——periodicornot(amorphous)Singlecrystal:inthef

3、ormofonecrystalPolycrystalline:grainboundariesgrainsLatticeConstantsacbαβγacbαβγSpacelattice（空间点阵）isapointarraywhichrepresentstheregularityofatomarrangements.七大晶系Triclinic(三斜)a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°Monoclinic（单斜）a≠b≠c，α＝β＝90°≠γα＝γ＝90°≠βOrthorhombic（正交）a≠b≠c，α＝β＝γ＝90°Tetragonal（四方）a＝b≠c，

4、α＝β＝γ＝90°Cubic（立方）a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°Hexagonal（六方）a＝b≠c，α＝β＝90°γ＝120°Rhombohedral（菱方）a＝b＝c，α＝β＝γ≠90°7×4＝28Deletethe14typeswhichareidentical28－14＝14+++PICF2.14typesofBravaislatticeTricl:simple(P)Monocl:simple(P).base-centered(C)Orthor:simple(P).body-centered(I).base-centered(C).face-

5、centered(F)Tetr:simple(P).body-centered(I)Cubic:simple(P).body-centered(I).face-centered(F)Rhomb:simple(P).Hexagonal:simple(P).★一些基本概念原子数：平均每个晶胞含有的原子个数。原子半径：原子核到最外层电子的平均距离，它集中反映了原子核对核外电子的吸引力和核外电子间相互排斥的平衡结果。致密度：晶胞内原子球所占体积与晶胞体积之比值K=nv/V配位数：一个原子（或离子）周围同种原子（或异号离子）的数目称为原子（或离子）的配位数，用C

6、N来表示。1.BCCExample:α-Fe,V,Nb,β-ZrTa,Cr,Mo,W,alkalimetalsn=2atoms/cellCN=8Thenumberofnearestneighboursaroundeachatomiscalled——CoordinationNumber.Packingfraction＝Todetermineξ,Theatomislookedasahardsphere,andthenearestneighbourstoucheachother.∴ForBCC,Volumeofatoms/cellVolumeofu

7、nitcell2.HCP•••••••••••••••••Example:Be,Mg,Zn,Cd,α-Zr,HfTi(lowtemperature)n＝CN＝12ξ＝0.74晶胞空间点阵几何规律的基本空间单元，一般取最小平行六面体。锆的化学性质锆的氧化腐蚀机理根据Hauffe原子价规律，加入同族元素或者第VB，VIB，VIIIB族元素，将增加氧化膜内的电子浓度，减少膜中阴离子空位，从而抑制氧离子扩散，降低腐蚀速率。锆合金的合金化目的---抑制有害元素锆的合金化原理锆合金的发展锆和锆合金棒材的成分和性能Zr合金与高温水反应生成的氢，部分被合金的基

8、体吸收，在高温时固溶在基体中。氢在Zr合金中的固溶度随温度的降低而减小，室温下，超过极限固溶度