白新德
,
陈鹤鸣
,
马春来
,
彭德全
,
董铎
,
钟大辛
,
陆金法
,
郭宝华
,
周昕
,
白光美
,
郭金梁
稀有金属材料与工程
清华大学核能研究院屏蔽实验反应堆池壳用A0纯铝制成,并于1964年对池壳进行了全部阳极氧化处理.至2001年,反应堆运行了37年,池壳表面仍然有一层发亮的氧化膜,与国内外同类型的未经阳极氧化处理的反应堆相比较,说明氧化膜极好地保护了池壳.该反应堆池壳容积大于50 m3.表面积达100 m2,把这样大的铝制设备在完全安装完毕后进行全部表面阳极氧化处理,在处理工艺上是很困难的.本文阐明了解决这些问题的方法.对A0纯铝在草酸中的阳极氧化做了许多实验,获得了A0纯铝在3%(w/%)草酸中的阳极氧化的基本规律,并确定了最终的工艺参数.包括氧化电流密度,氧化时间和电解液的温度.在铝池壳的阳极氧化过程中解决了许多关键的工艺:如大型工件阳极氧化工艺、氧化机制、性能;分层处理与薄膜密封技术;电源的选择;电解液的循环冷却;氧化膜的质量检测等.
关键词:
A0纯铝
,
草酸
,
阳极氧化,池壳
,
轻水核反应堆
,
工艺
白新德
,
彭德全
,
贺非
,
尤引娟
,
王瑞偏
,
陆金发
,
苏亲善
稀有金属材料与工程
测量A0纯铝在去离子水中的极化曲线用来模拟反应堆池壳的点蚀.研究表明:A0纯铝在去离子水中很容易钝化.实验中用美国EG&G普林斯顿应用研究公司生产的273型恒电位/恒电流仪测量模拟孔电位,极化曲线表明:模拟腐蚀坑处于钝化状态,即便是氧化膜破裂,腐蚀坑也发展得很慢.用pH计测量孔中pH的变化,并得到其工作曲线,此曲线表明:带有氧化膜的点蚀坑坑内存在明显的酸化现象.并对A0铝池壳的服务寿命进行了估计.
关键词:
点蚀
,
A0纯铝
,
模拟
,
阳极极化
,
电极电位
,
酸化
彭德全
,
白新德
,
周庆刚
,
刘晓阳
,
余任泓
,
邓平晔
,
张岱岚
稀有金属材料与工程
为了研究高能氪离子轰击对纯锆水溶液中耐蚀性能的影响,纯锆样品用LC-4型离子注入机在40℃温度下进行高能氪离子轰击,注入剂量从1×1015ions/cm2到3×1016ions/cm2,注入能量为300keV.用X-射线光电子谱(XPS)分析注入表层元素价态,俄歇电子谱(AES)测试氧化膜的深度分布,用透射电镜(TEM)观察轰击样品的形貌和结构转变,轰击样品在1N硫酸溶液中的耐蚀性能用动电位极化测量曲线表征.结果表明:高能氪离子轰击样品后其耐蚀性能大大降低,轰击剂量越大,耐蚀性越差.最后讨论了辐照腐蚀的机理.
关键词:
纯锆
,
耐蚀性
,
氪离子轰击
,
动电位极化
彭德全
,
胡石林
,
张平柱
,
王辉
中国腐蚀与防护学报
在模拟压水堆一回路水条件下,用静态高压釜对304L不锈钢进行了1680h腐蚀实验,对氧化膜进行了宏观和微观分析,对均匀腐蚀和均匀腐蚀速率进行了定量评估.结果表明:304L不锈钢在很短的时间内(336 h)就形成了氧化物层.氧化物分为两层,最靠近基体的氧化物颗粒直径为50～100 nm,在细小致密的氧化物颗粒表面均匀分布着0.5～1.6 μm的多边形大颗粒.经过1680 h高温高压腐蚀实验,最靠近基体的氧化物颗粒直径增大为80～250nm,致密细小氧化物颗粒表面分布的多边形颗粒直径增大为0.8～2.5 μm.致密细小氧化物膜具有很强的耐蚀性,腐蚀增重速率先是大幅降低,然后逐渐平缓.经过1680 h后,其均匀腐蚀速率降为2.85×10-3 mg/(dm2·h).
关键词:
均匀腐蚀
,
304L不锈钢
,
氧化物颗粒
彭德全
,
白新德
,
陈小文
,
周庆刚
,
刘晓阳
,
余任泓
稀有金属材料与工程
为了研究铈,钇离子注入对纯锆耐蚀性的影响,纯锆样品用MEVVA源以40 kV注入1×1016 ions/cm2至1×1017 ions/cm2剂量的钇和铈,注入最高温度约为150℃.用X光电子谱仪(XPS)分析注入表层元素的价态;在1 mol/L硫酸溶液中3次极化测量来研究注入样品的耐蚀性.对于钇离子注入,当注入剂量大于5×1016 ions/cm2时,注入样品的耐蚀性显著提高.用掠角X射线衍射(GAXRD)研究氧化膜中由于铈离子注入发生的相转移.三次极化测量表明注铈样品与空白样品相比,耐蚀性下降许多.最后分别对注入钇和铈样品的腐蚀行为机理进行了探讨.
关键词:
纯锆
,
耐蚀性
,
钇和铈离子注入
,
动电位极化
,
相转移
陈小文
,
白新德
,
邓平晔
,
彭德全
,
刘晓阳
稀有金属材料与工程
通过热力学计算,绘制了298 K温度条件下Zr-H2O系电位-pH平衡图及升温条件(333,373,423 K)下Zr-H2O系电位-pH平衡图.所绘制的298 K温度下Zr-H2O系电位-pH平衡图与M.Pourbaix绘制的相同温度条件下Zr-H2O系电位-pH平衡图很好地吻合.比较分析不同温度条件下Zr-H2O系电位-pH平衡图发现,随着温度的升高,锆金属的免蚀区变化不大,而钝化区则明显缩小.从理论上说明了锆金属用于高温条件的局限性.
关键词:
Zr-H2O系
,
热力学计算
,
电位-pH平衡图
彭德全
,
白新德
,
周庆钢
,
陈小文
,
余任泓
,
刘晓阳
稀有金属材料与工程
对纯锆表面注入了1×1016ions/cm2～1×1017ions/cm2的镧离子,并在500℃条件下进行了空气氧化增重研究.用XPS分析了注入的镧、锆的价态;用AES分析了镧锆氧三元素的深度分布;用0.3°小角X光掠射(GAXRD)分析了高温氧化时氧化锆的相转变.结果表明,纯锆表面注入La离子后,其抗高温氧化性能显著提高,且注入剂量越大效果越强,注入氧化膜以La2O3和ZrO2 2种形式存在;由于La离子的注入,促使形成大量四方相氧化锆(t-ZrO2),而且减少四方相氧化锆(t-ZrO2)向单斜相氧化锆(m-ZrO2)的转变,这是纯锆氧化速率降低的根本原因.
关键词:
纯锆:高温氧化
,
镧离子注入
,
相转变
周庆刚
,
白新德
,
陈小文
,
凌云汉
,
彭德全
稀有金属材料与工程
在H13钢基体上制备了几种成分的CrNx双层膜和梯度膜.使用X光电子能谱(XPS)分析了膜层的成分,使用X射线衍射仪(XRD)分析膜层的主要相结构;同时检测了膜层的硬度与工艺参数的关系.系统地研究了膜层的动电位极化曲线,梯度膜能够明显降低膜层的腐蚀电流密度.使用扫描电子显微镜(SEM),研究了膜层显微结构和性能之间的关系,并提出了双层膜和梯度膜的结构模型.膜层的主要成分、结构都随着氮气分压而改变.随着氮气分压从0.05 Pa提高到2 Pa,CrNx膜层中的N/Cr原子比从0.08提高到0.67.氮气分压0.05 Pa时,双层膜的成分包括Cr(bcc)和Cr2N(hex),在分压达到2 Pa时,膜层主要成分为CrN(fcc),在梯度膜中有一个CrN(220)择优取向.相对于CrN/Cr/H13双层膜,梯度薄膜的抗腐蚀性能有明显提高.在双层膜上有较多较深的微孔,而在梯度膜表面比较鲜见.
关键词:
梯度薄膜
,
氮化铬
,
电化学性能
,
H13钢
彭德全
,
胡石林
,
张平柱
,
王辉
稀有金属材料与工程
采用高温高压慢应变速率拉伸试验方法(SSRT),研究了饱和氧环境下不同氯离子浓度对304 L不锈钢在高温高压硼锂水介质中氯致应力腐蚀开裂的影响.结果表明:在一定浓度范围内有氧无氯或者有氯无氧环境下,304L不发生应力腐蚀开裂.在空气饱和氧条件下,氯离子浓度在l mg/L至10 mg/L之间变化时,应力腐蚀敏感性随浓度变化不大;而当氯离子浓度大于20 mg/L时,应力腐蚀敏感性随浓度的增加变化很大,当氯离子浓度为50 mg/L,304L几乎完全为脆性断裂.
关键词:
应力腐蚀开裂
,
慢应变速率拉伸试验
,
304L不锈钢
,
高温水
张向宇
,
白新德
,
金兆熊
,
周庆刚
,
彭德全
稀有金属材料与工程
为了研究氧化薄膜对Zr-4合金表面性能的影响,对样品分别进行了350℃和400℃各10 min,15 min,20 min和25 min氧化.结果发现,不同条件下氧化生成的样品表面呈现不同的颜色.小角掠射X射线衍射分析(GAXRD)表明,生成的氧化物为非化学计量的六方相氧化锆.样品在0.5 mol/L的H2SO4溶液中进行电化学试验发现,氧化后样品的耐电化学腐蚀性能有所提高.而用纳米压痕仪试验的结果表明,氧化后样品有较高的纳米硬度和较低的弹性模量,意味着氧化后样品可能有更好的耐磨性.400℃氧化样品对合金性能的提高优于350℃氧化样品.
关键词:
锆-4合金
,
氧化
,
动电位极化
,
纳米压痕
