熱等靜壓處理對鈾表面鋁（鈦）鍍層及界面特性的影響.pdf

1、通過電鍍、化學鍍、物理沉積等方法在鈾表面沉積一層Al、Ti、Zn、Al-Ti金屬鍍層，可以提高鈾的抗腐蝕性能。但是由于鍍層中存在微裂紋或者膜基結合強度不高，在服役過程中鍍層可能脫落，失去保護基體鈾的作用。本文采用熱等靜壓使鍍層發(fā)生塑性變形閉合微裂紋和孔洞，改善鍍層結構，促進膜基元素擴散，增加膜基結合強度，提高鍍層的抗腐蝕性能。
　　采用磁控濺射在鈾基體上鍍鋁（鈦）鍍層，然后進行熱等靜壓。為對比壓力對鍍層及界面的影響，對樣品進行了真

2、空退火處理。
　　本論文采用排水法測量HIP前后Al鍍層密度以及材料試驗機用粘膠法測量膜基結合強度，采用X射線衍射分析儀(XRD)、掃描電子電鏡(SEM)進行鍍層界面物相和形貌的分析，光學顯微鏡(OM)研究熱等靜壓對鈾基體的夾雜和組織的影響，用電化學腐蝕綜合測試儀對比分析HIP前后樣品抗腐蝕性能。
　　結果表明經過熱等靜壓之后的鍍層密度接近理論密度，表明HIP可以消除鍍層中的微裂紋和空隙，提高鍍層的致密性。鍍層柱狀晶結構變?yōu)?/p>

3、更利于抗腐蝕的層狀結構。對鈾基鋁鍍層樣品480℃/2h/100MPa、300℃/0.5h/60MPa、250℃/0.5h/60MPa、200℃/0.5h/60MPa熱等靜壓處理，處理后的鈾鋁界面模糊，說明鈾鋁互擴散，增加膜基結合強度。同時XRD證實高溫下于鈾鋁界面形成了UAl3和UAl2相，在200℃時檢測到的形成量比較少。在250℃時形成了UAl2，300℃以上生成UAl3和UAl2，而且隨著溫度的升高，UAl3增加，UAl2減少。2

4、00℃熱等靜壓之后的電化學抗腐蝕性能明顯提高，對比4個工藝條件得出低溫下HIP的鍍層的綜合性能效果較佳。
　　真空退火處理可以促進界面元素的進一步擴散，在界面上反應，但是其并不可以消除鍍層中的缺陷。
　　經過600℃/0.5h/100MPa，655℃/0.5h/100MPa熱等靜壓鈾基鈦鍍層表面致密化。膜基結合強度由原來11MPa提高至17MPa，在膜基界面形成一層U2Ti金屬間化合物層，同樣的溫度條件下，真空熱處理并沒有形