锆合金腐蚀与防护研究进展

摘要

锆合金以其优异的核性能和生物相容性被广泛应用于民用发电反应堆、核动力航空母舰、核潜艇、空间飞行器的结构材料以及医用材料，在苛刻环境下服役的锆合金同样面临腐蚀失效的风险。由于材料本身服役环境的特殊性，使得锆合金腐蚀研究的模拟测试难度加大，诸多疑问难以得到有效解答。锆合金的腐蚀形式包括均匀腐蚀、疖状腐蚀、应力腐蚀以及微生物腐蚀，其腐蚀也受材料成分、热处理工艺、表面粗糙度、氧化膜成分、溶液的pH值、辐照、热流水化学环境以及温度等因素的影响，防护措施包括涂层和缓蚀剂等方式。为进一步改善锆合金的耐蚀性能，未来可从以下几方面展开研究：1)锆合金基体中固溶元素的浓度；2)第二相元素类型、晶粒尺寸及分布；3)氧化膜的生长机制；4)细菌附着方式和生物被膜生长行为等。

关键词

金属材料 / 锆合金 / 核工业 / 海水腐蚀 / 微生物腐蚀 / 防护措施

基金资助

国家自然科学基金(52201073); 河北省教育厅青年基金(QN2021058); 河北省重点研发计划项目(21311003D)