RAFM鋼與316L鋼等離子噴涂Al2O3電絕緣涂層的研究.pdf

1、在液態(tài)金屬冷卻、磁約束聚變反應(yīng)堆中，液態(tài)金屬在高磁場(chǎng)中流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相反方向的洛侖茲力而引起MHD 壓降，它的主要危害是增大功率損耗，降低堆的運(yùn)行效率，并且加大包層結(jié)構(gòu)材料所受的應(yīng)力。包層結(jié)構(gòu)材料內(nèi)壁涂敷電絕緣涂層是降低MHD 壓降的最有效方法。
　　 本文利用大氣等離子噴涂法（APS）在316L 鋼和一種新型低活化鐵素體/馬氏體（RAFM）鋼上制備了Al2O3 電絕緣涂層，以NiCrAl 作為粘結(jié)層。
　　 研究結(jié)果表

2、明，兩種鋼上Al2O3 涂層相組成均為α相和γ相，且以γ相為主。涂層表面和截面組織較致密，且RAFM 鋼上涂層整體上更致密。
　　 兩種鋼上涂層抗熱震性和結(jié)合強(qiáng)度均較好，且RAFM 鋼上涂層抗熱震性和結(jié)合強(qiáng)度更好，主要原因是RAFM 鋼的熱膨脹系數(shù)比316L 鋼低得多，與Al2O3 陶瓷更匹配。另外，RAFM 鋼上氧化鋁涂層結(jié)合強(qiáng)度略高于CLAM 鋼基體氧化鋁涂層。
　　 兩種鋼上涂層常溫下電阻率及電阻率與涂層厚度的乘積

3、均滿足聚變堆初步設(shè)計(jì)要求，且RAFM 鋼上涂層電阻率要稍高于316L 鋼上涂層。
　　 RAFM 鋼噴涂涂層后其抗高溫氧化性能得到大大的提高，氧化速率常數(shù)Kp下降一個(gè)數(shù)量級(jí)。氧化后，涂層相結(jié)構(gòu)未發(fā)生大的改變，表面沒有出現(xiàn)宏觀裂紋或脫落現(xiàn)象。氧化過程中發(fā)生了元素?cái)U(kuò)散，外界環(huán)境中的O 不斷地向粘結(jié)層擴(kuò)散，粘結(jié)層中大部分Ni 元素和少量Cr 元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入Al2O3 層；另外，粘結(jié)層各元素發(fā)生了選擇性的氧化，Al、Cr 氧化，而Ni 大