語言 
中文簡體
English
?
抗熔鹽腐蝕涂層因?yàn)槠渥陨淼膬?yōu)勢，因而被廣泛運(yùn)用，那么抗熔鹽腐蝕涂層的研究進(jìn)展是怎樣的呢？接下來一起了解一下！
?
氟化物熔鹽具有低熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、高熱容、低蒸氣壓、高熱導(dǎo)率、低粘度以及杰出的化學(xué)穩(wěn)定性等一系列長處，其作為一種新型的傳熱或蓄熱介質(zhì)可用作反響堆冷卻劑，以及可用在高溫制氫、太陽能傳蓄熱和燃料電池等動力范疇。但是，高溫氟鹽具有腐蝕性，與氟鹽觸摸的資料的腐蝕約束了氟鹽的廣泛使用。
?
鎳是元素周期表中28號元素，具有面心立方結(jié)構(gòu)（fcc），從室溫到高溫沒有同素異構(gòu)改變，是一種十分杰出的基體金屬。一起，因?yàn)镹i原子的第三電子殼層根本上被填滿，它能夠溶解比較多的改性元素進(jìn)行合金化，而依然堅(jiān)持γ奧氏體相的穩(wěn)定性。在不同的高溫環(huán)境中，Ni 基高溫合金使用最為廣泛。
?
鎳基合金是以金屬鎳為基體，依據(jù)不同的使用參加相應(yīng)的合金元素以改進(jìn)合金的各項(xiàng)功能。依據(jù)鎳基合金較好的力學(xué)功能和加工功能，以及優(yōu)異的耐熔鹽腐蝕性，鎳基合金被廣泛的用于各種高溫熔鹽環(huán)境，鎳基高溫合金現(xiàn)已被作為熔鹽反響堆的首要的候選結(jié)構(gòu)資料。
?
近年來，跟著對熔鹽堆的研討不斷升溫，以及氟化鹽在動力范疇的潛在的使用價值，國際許多研討機(jī)構(gòu)也對高溫鎳基合金在熔鹽環(huán)境進(jìn)行了很多的腐蝕研討，經(jīng)過調(diào)研，把近年來簡直一切鎳基高溫合金熔鹽腐蝕試驗(yàn)總結(jié)。從以下幾方面概括總結(jié)鎳基合金在熔鹽環(huán)境中腐蝕規(guī)則特色：金屬元素的腐蝕次序、雜質(zhì)對腐蝕的影響、時刻和溫度對腐蝕的影響、合金中Cr含量對腐蝕的影響以及Cr在熔鹽中的腐蝕產(chǎn)品等。
?
1、不同金屬元素的腐蝕次序
?
在高溫熔鹽環(huán)境中，生動元素容易被挑選性優(yōu)先腐蝕。美國國家航空與國際航天局（NASA）的研標(biāo)明，在高溫氟化鹽中，一些常見的金屬元素的被腐蝕的難易程度按以下次序由易到難：AlNASA給出的元素在熔鹽中的腐蝕難易次序與金屬氟化物的吉布斯構(gòu)成能共同。Ni基高溫合金中，為進(jìn)步合金的抗高溫氧化功能，一般參加一定量的金屬元素Cr，以便在合金外表構(gòu)成防護(hù)功能好的 Cr2O3為主的氧化膜，進(jìn)步鎳基高溫合金的抗高溫氧化功能，鎳基高溫合金實(shí)際上是以Ni-Cr二元系為基的合金。但是，Cr的氧化膜在高溫熔鹽中不穩(wěn)定，容易與熔鹽發(fā)作反響而被腐蝕溶解，從而起不到維護(hù)合金的效果。依據(jù)金屬元素的腐蝕次序可知，鎳基高溫合金在熔鹽環(huán)境中存在著Cr的挑選性腐蝕現(xiàn)象。
?
2、水雜質(zhì)對腐蝕的影響
?
因?yàn)榉}中有些組分具有極強(qiáng)的吸水性，如KF等，經(jīng)過烘干等辦法很難徹底去除熔鹽中的水雜質(zhì)。熔鹽中的水分，在高溫情況下熔鹽構(gòu)成HF，HF是強(qiáng)酸能夠引起簡直一切金屬資料的腐蝕。Ouyang等人在不同水含量FLiNaK鹽中對Hastelloy N和Hastelloy B3兩種鎳基高溫合金進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)。合金在含有3.19 wt.%水分的鹽中的腐蝕失重約為在 1.91 wt.%水分的鹽中的腐蝕失重的三倍。比較于含有分水的FLiNaK鹽，樣品在純凈的FLiNaK鹽中的腐蝕失重要小得多。綜上所述，熔鹽中的水雜質(zhì)能夠加快鎳基合金的腐蝕。為削減資料的腐蝕，在腐蝕試驗(yàn)或許熔鹽的使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格操控熔鹽中的水雜質(zhì)的含量。
?
3、時刻、溫度對腐蝕的影響
?
鎳基高溫合金作為熔鹽堆候選結(jié)構(gòu)資料，需要在不同溫度下長時刻運(yùn)轉(zhuǎn)。研討鎳基合金在不同溫度熔鹽中腐蝕不一起間的規(guī)則特色是很有必要的。Ouyang等人研討了Hastelloy N和Hastelloy B3兩種鎳基高溫合金在不同溫度的FLiNaK鹽中腐蝕不一起間的規(guī)則特色。成果標(biāo)明，跟著溫度的升高，合金的腐蝕加重；在相同的腐蝕溫度下，跟著合金在熔鹽中腐蝕時刻的延伸，合金腐蝕加重，腐蝕失重添加。Ouyang 經(jīng)過腐蝕失重核算得出樣品的腐蝕速率。成果標(biāo)明，樣品在前100小時腐蝕速率較大，跟著腐蝕時刻的延伸，樣品腐蝕速率逐步下降。
?
ORNL對首要候選鎳基合金做過很多長時刻的腐蝕試驗(yàn)，總結(jié)發(fā)現(xiàn)相同的腐蝕規(guī)則：合金前期腐蝕速率較快，跟著腐蝕時刻的延伸，后期腐蝕速率逐步減緩。合金在熔鹽前期腐蝕首要是雜質(zhì)引起的，跟著腐蝕時刻的延伸，熔鹽中雜質(zhì)的耗盡，腐蝕速率逐步變慢，后期首要受合金中元素的分散速率操控。因而，能夠經(jīng)過分散系數(shù)來猜測樣品在熔鹽中長時刻腐蝕深度。DeVan等人經(jīng)過元素示蹤法測試了Hastelloy N 合金中Cr的分散系數(shù)，使用菲克第二規(guī)則，能夠簡略的猜測Hastelloy N合金在熔鹽環(huán)境中執(zhí)役30年后的元素散布。盡管知道合金腐蝕受熱分散機(jī)制操控，但合金在熔鹽中的腐蝕受界面觸摸狀況、合金缺點(diǎn)、腐蝕反響等影響，合金中元素的分散行為不能簡略的使用菲克規(guī)則進(jìn)行猜測。鎳基合金在熔鹽環(huán)境中Cr的分散規(guī)則關(guān)于猜測合金的腐蝕具有重要的含義，但關(guān)于這方面的研討并不充沛，亟待進(jìn)行深入研討。
?
4、合金中Cr含量對腐蝕的影響
?
鎳基高溫合金在熔鹽中的腐蝕首要是Cr的挑選性腐蝕，鎳基合金在熔鹽中的腐蝕行為特色受其Cr含量影響較大。Olson等人在 850℃的FLinaK鹽中對Hastelloy-X、Hastelloy-N、Ni-201、Incoloy-800H、Haynes-230和Inconel-617六種鎳基合金進(jìn)行500小時的腐蝕試驗(yàn)，成果顯現(xiàn)合金的腐蝕跟著合金中Cr含量的添加，腐蝕加重，腐蝕失重簡直與合金中Cr含量成線性關(guān)系。Ouyang等人對Hastelloy-B3、Hastelloy-N、Haynes-242、Haynes-263和TZM幾種合金進(jìn)行高溫熔鹽腐蝕，發(fā)現(xiàn)在含有少數(shù)水雜質(zhì)的熔鹽中腐蝕后，合金的腐蝕失重跟著合金中Cr含量的添加而添加，腐蝕失重與樣品中（Cr+1/3Mo wt.%）成線性關(guān)系。Sona等人和Min Liu等人經(jīng)過不同鎳基合金的腐蝕試驗(yàn)，也發(fā)現(xiàn)跟著合金Cr含量的添加，合金腐蝕加重。
?
探究不同Cr含量的鎳基合金的腐蝕特色對研討，對熔鹽堆結(jié)構(gòu)資料的挑選及研制有重要的含義。但關(guān)于不同Cr含量的鎳基合金在熔鹽中的腐蝕規(guī)則，數(shù)據(jù)比較少并且不行體系，還有必要進(jìn)行深入研討。
?
5、Cr 在熔鹽中的腐蝕產(chǎn)品
?
鎳基合金在熔鹽中的腐蝕首要是Cr的挑選性腐蝕，研討Cr在熔鹽中的腐蝕產(chǎn)品，有助于猜測Cr的腐蝕反響，加深對Cr在熔鹽中的腐蝕機(jī)理的了解。在橡樹嶺的核動力飛行器項(xiàng)目中，做了很多關(guān)于Cr在燃料鹽中的腐蝕產(chǎn)品的研討，發(fā)現(xiàn)在FLiNaK燃料鹽中，Cr首要是以Cr(III)的方式存在，而在NaF-ZrF4鹽和FLiBe鹽中，Cr首要的存在價態(tài)為二價。Koger等人對Hastelloy-N合金研討發(fā)現(xiàn)，金屬Cr在NaBF4-NaF（92-8 molewt.%）鹽中的首要腐蝕產(chǎn)品為Na3CrF6。
?
Brinnt等人研討發(fā)現(xiàn)，一些常見的不銹鋼、Inconel合金等在NaF-KF-LiF-UF4鹽中存在著Cr的腐蝕，在熔鹽中構(gòu)成了一些綠色的結(jié)晶物質(zhì)，經(jīng)過與自己裝備的標(biāo)樣比對，發(fā)現(xiàn)Cr在NaF-KF-LiF-UF4鹽首要構(gòu)成了K2NaCrF6。對Cr在熔鹽中的腐蝕產(chǎn)品的研討比較會集的是在上世紀(jì)的橡樹嶺國家試驗(yàn)室，自從橡樹嶺國家試驗(yàn)室的熔鹽堆項(xiàng)目上個國際70年代中止后，對Cr在熔鹽中的腐蝕產(chǎn)品的研討根本中止，關(guān)于這方面的研討并不充沛，還有必要繼續(xù)深入研討。
地址：遼寧省沈陽市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開 發(fā)區(qū)開發(fā)南二十三號路13號甲
沈陽金研：13898848281
座機(jī)：024-25799905
傳真：024-25799905
郵箱：jyjg2018@163.com