Отработка режимов магнетронного напыления высокоэнтропийных хромсодержащих покрытий на оболочечные трубы из циркониевого сплава Э110

Страниц 40, рисунков 19, таблиц 8, исп. источников 23.

Ключевые слова: твэл, цирконий, ТВС, ВВЭР, защитное покрытие, магнетронное напыление

Цель работы: отработать методы магнетронного напыления хромсодержащего высокоэнтропийного покрытия CrAlTiTaMo на оболочечные трубы твэл из сплава Э110, изучить стойкость покрытия при высокотемпературном окислении и коррозионную стойкость в воде.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЭР – водо-водяной энергетический реактор;
ВЭС – высокоэнтропийный сплав;
ВТО – высокотемпературное окисление;
ГЦК – гранецентрированная кубическая;
ОЦК – объемно центрированная кубическая;
ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат
Перечень сокращений и обозначений
Содержание
Введение
1 Литературный обзор
1.1 Концепция ВЭС
1.2 Методы получения ВЭС
1.3 Магнетронное напыление ВЭС
1.4 Высокотемпературное окисление высокоэнтропийных сплавов
2 Методическая часть
2.1 Образцы для исследований
2.2 Ионная обработка поверхности и нанесение покрытий в установке ИЛУР-03
2.3 Методика предварительных экспериментов и разработка многокомпонентных мишеней
2.4 Пробоподготовка образцов для изучения в электронном микроскопе
2.5 Методика исследования микроструктуры и элементного состава образцов
2.6 Коррозионные испытания
3 Экспериментальная часть
3.1 Получение хромсодержащих высокоэнтропийных покрытий на оболочках из сплава циркония Э110
Выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

В реакторном материаловедении одной из основных и актуальных задач является вопрос выбор материала для тепловыделяющего элемента (твэл). Обусловлено это тем, что надёжность выбранного материала, его устойчивость в запроектных авариях определяющим образом влияет на безопасность ядерного реактора.
Эксплуатация водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР), являющихся одними из самых распространенных в настоящее время, предполагает использование материала для твэла в воде при температуре 320 °С и высоким давлением, составляющим 16 МПа. Вследствие этого материал в активной зоне подвергается многочисленным силовым и термическим нагрузкам, активному коррозионному и радиационному воздействию.
На данный момент сплавы циркония показали себя хорошо в требуемых эксплуатационных условиях реакторов типа ВВЭР, однако остается актуальным вопрос безопасности в аварийных ситуациях, при которых значительно повышаются температуры оболочек твэлов и появляется вероятность протекания пароциркониевой реакции, ухудшающей последствия аварии.