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汞齐法制备铀保护涂层

选用Zn、Sn、Au三种金属制备汞齐,在铀表面开展了汞齐法涂层制备工艺研究,利用SEM和EDS对涂层进行了表征,主要研究汞齐法在铀表面制备涂层的工艺,包括镀前处理、氧化层对涂层性能的影响.结果表明:采用汞齐法在铀表面制备金属涂层的方法是可行的,在轻微氧化的样品表面能利用该方法制得结合良好的涂层,氧化层在制备过程中弥散于涂层内.1:1 HNO3去除氧化层后,可以制各界面均匀、结合紧密的高质量涂层.可单次制备20～50 μ,m范围的Zn、Sn涂层,可多次制备较厚的Au涂层.

关键词: 铀 , 汞齐 , 涂层 , 腐蚀 , 辐射防护

不锈钢异型件表面阻氚层制备技术的研究进展

张桂凯 , 李炬 , 陈长安 , 窦三平

机械工程材料

在不锈钢异型件上制备性能优良的阻氚层是其工程应用的关键技术问题.综述了阻氚层的类型及其性能,介绍了不锈钢异型件上阻氚层制备技术的研究现状及其优缺点;针对化学稳定性高、结构致密的FeAl/Al2O3复合阻氚层的制备,介绍了金属有机化学气相沉积和室温熔盐电镀两种新方法.

关键词: 阻氚层 , 异型件 , 不锈钢

大气环境中铈氧物组成研究

陈丕恒 , 李嵘 , 李炬 , 罗丽珠 , 蒋春丽 , 刘婷婷

中国稀土学报

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(EDS)研究了大气环境中铈氧化物的组成变化. 实验结果表明, 大气环境中铈的氧化物主要由Ce2O3, Ce7O12和CeO2构成, 氧化初期主要是Ce2O3, 随着氧化时间增加, 大部分Ce2O3逐渐转变为Ce7O12, 而在局部微裂纹集中处直接生成CeO2, 随着氧化过程的进行, Ce7O12逐渐转变为CeO2, 240 h后 Ce7O12几乎完全转变为CeO2;扫描电镜结合能谱分析表明Ce7O12主要以连续致密氧化膜存在, 而CeO2则出现大量微裂纹, 这种变化与两者密度上的差异有关.

关键词: 铈 , Ce2O3 , Ce7O12 , CeO2 , 密度 , 稀土

海绵钯表面CO、O2、CH4的吸附特性

张桂凯 , 陆光达 , 陈淼 , 李炬

稀有金属材料与工程

在300K和0～13.3 kPa压力范围内,测量了海绵钯表面对CO、o2、CH4的吸附等温线.结果表明:钯表面对CO的吸附量先随压力的升高而增加,之后呈现饱和吸附状态;对O2的吸附至少可以分3个区间,在0～100 Pa压力区间,吸附量随压力升高快速增加,此后直至4kPa的区间内,吸附量随压力升高较缓慢增加,但当压力高于4kPa时,吸附量随压力的升高而增加又变得较为显著:CH4的吸附量相对较小,并持续随压力升高而缓慢增加.在整个压力测量区间,CO、CH4的吸附等温线符合兰缪尔模型,而O2的吸附等温线只在压力小于1.33 kPa的区间才符合.

关键词: CO , O2 , CH4 , 吸附 , 钯

HR-2钢表面在AlCl3-EMIC熔盐中电沉积铝镀层的织构和形貌

张桂凯 , 李炬 , 陈长安 , 向鑫 , 凌国平

稀有金属材料与工程

12～28 mA/cm2范围内,采用AlCl3-EMIC(氯化1-甲基-3-乙基咪唑)熔盐电沉积法在18～40 ℃获得铝镀层,用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)研究其织构与形貌.结果表明,铝镀层呈(200)晶面择优取向,其相对衍射峰强度随电流密度和沉积温度升高而减弱,随镀层厚度增加而增强.厚度为8 μm时镀层择优取向最明显,其表面颗粒呈棱锥状均匀紧密排列.电流密度为12 mA/cm2时,随温度升高镀层由(200)晶面择优取向转变为(200)和(222)晶面择优取向,其表面颗粒随之由较均匀的棱锥状转变为不规则的核桃仁状.讨论镀层织构形成的可能机制.

关键词: 熔盐电沉积 , 铝镀层 , 择优取向 , 表面形貌

铀表面鎏镀锌涂层及其抗腐蚀性能

沈崇雨 , 李炬 , 李嵘 , 陈亮

腐蚀与防护

利用锌汞齐在铀表面鎏镀锌保护涂层,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）对涂层进行了表征,采用热重法和激光拉曼光谱测试了涂层的抗氧化腐蚀性能。结果表明,在铀表面鎏镀的锌涂层结构致密,与基体结合紧密;在40%的氧气氛中,150℃温度时的加速腐蚀试验结果显示,鎏镀锌涂层具有优良的抗氧化腐蚀性能,锌涂层的抗腐蚀原理是基于在锌涂层表面形成致密的氧化锌保护膜,从而阻止基体铀的进一步腐蚀。

关键词: 铀 , 汞齐 , 涂层 , 腐蚀

HR-2不锈钢室温熔盐镀铝

张桂凯 , 李炬 , 陈长安 , 李岩 , 凌国平

稀有金属材料与工程

为在不锈钢表面制备铝化物阻氚渗透层奠定基础,采用AlCl3-MEIC(氯化1-甲基3-乙基咪唑)室温熔盐在HR-2不锈钢表面进行镀铝实验,主要研究镀前处理方式,电流密度对镀层的形貌、结合力、纯度的影响.结果表明,采用AlCl3-MEIC室温熔盐体系在HR-2不锈钢上镀铝是可行的.传统的酸洗镀前处理能得到质量较高的镀层,但界面结合不好;电化学清洗镀前处理后可制得结合良好的高质量镀层.纯白色铝镀层表面光滑、均匀、致密,呈现有一定棱角的球形颗粒状生长特性.镀层颗粒尺寸随电流密度的增加而增大.较优的电流密度范围为10～20 mA cm-2,电镀时间至少40 min.

关键词: 电镀铝 , HR-2不锈钢 , AlCl3-MEIC熔盐 , 阻氚层

FeAl/Al2O3阻氚层的制备新方法与性能

张桂凯 , 李炬 , 陈长安 , 黄志勇 , 凌国平

稀有金属材料与工程

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.

关键词: 铝化物涂层 , 室温熔盐电镀 , 热处理 , 氧化 , 阻氚层