FeAl/Al2O3阻氚层的制备新方法与性能

稀有金属材料与工程, 2011, 40(6): 1120-1124.

FeAl/Al2O3阻氚层的制备新方法与性能

张桂凯 ^1, , 李炬 ^2, , 陈长安 ^3, , 黄志勇 ^4, , 凌国平 ^5,

1.中国工程物理研究院,四川,绵阳,621907

2.中国工程物理研究院,四川,绵阳,621907

3.中国工程物理研究院,四川,绵阳,621907

4.中国工程物理研究院,四川,绵阳,621907

5.浙江大学,浙江,杭州,310027

基金项目: 国家磁约束聚变项目(2010GB112000)

关键词：铝化物涂层 , 室温熔盐电镀 , 热处理 , 氧化 , 阻氚层

A New Preparing Method and Performances of FeAI/Al2O3 Tritium Permeation Barrier

采用室温熔盐电镀-热处理-氧化复合新技术在HR-2不锈钢上制备FeAl/Al<,2>O<,3>涂层,研究热处理温度与时间的影响,并表征涂层的形貌和性能.结果表明:25℃下,采用AlCl<,3>-MEIC(氯化1-甲基3-乙基咪唑)室温熔盐在HR-2钢表面获得结合良好的纯铝镀层,电沉积速率为15 μm/h.650～750℃热处理1～30 h,在HR-2钢表面制得成分渐变、冶金结合、无缝隙与裂纹的3～27 μm铝化物涂层,涂层截面为3层或2层结构;涂层生长速率与热处理温度的关系符合Arrhenius公式,活化能为116.9 kJ/mol;涂层的形成过程受原子扩散过程控制,其厚度随热处理时间变化星抛物线关系.700℃,4 h热处理涂层在10<'-2>Pa O<,2>中继续氧化80 h后,最终涂层由约30 μm厚的FeAl扩散层及约110 nm的γ-Al<,2>O<,3>膜组成,600℃下该涂层使HR-2不锈钢的氘渗透率降低3个数量级;涂层可抗750℃～室温冷热循环20次以上.该方法有望成为ITER中氚包容容器表面阻氚层的候选制备新方法.

参考文献

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