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材料腐蚀


针对铁铬铝(FeCrAl)合金,前人研究主要集中在高温蒸汽(>1000 °C)和正常运行温度(约300 °C)下的行为,但对其他蒸汽温度区间的研究尚不充分。本研究在400~900 °C范围内的蒸汽环境中研究了氧化层的形成。首次在500~600 °C观察到外层α-Fe₂O₃与内层Cr/Al氧化物的双层结构。揭示了600~700 °C区间从双层向连续纳米Al₂O₃单层的过渡机理。

参考:

Oxidation behavior of PM-C26M FeCrAl alloy in low-temperature steam 400 – 900 °C, Nuclear Materials and Energy 43 (2025) 101953.

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FeCrAl合金在氧化性极强的高温水环境中因表面形成以尖晶石相为主要成分的复合保护层/氧化层而有优良耐蚀性,但是在辐照环境中,水的辐解作用导致该保护层分解失效。本研究在320 °C放射性氢化水中通过质子辐照实验发现,Ni掺杂FeCrAl合金能促进氧化物生长,维持保护层稳定,并在金属-氧化物界面出现Ni富集。

参考:

Oxide layers in Ni-doped FeCrAl alloy in 320 C radioactive hydrogenated water, Journal of Nuclear Materials 593 (2024) 154987.

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针对高温熔盐对结构材料的强腐蚀性,发展了耐高温熔盐腐蚀的涂层材料。制备方法优势:适用于各种复杂形状,可同时生产多个部件,无环境污染。材料特性:硼原子扩散渗透钢材,形成具有共价键与金属键的外表层与过渡层,热力学稳定,热应力过渡区,消除分层和剥离。

参考:

Assessing aluminized and boronized thermal diffusion coating in molten salt and sodium, Surface and Coatings Technology  487 (2024) 130973.

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研究了结构材料在液钠、应力腐蚀等条件下的微观特征。

参考:

Tellurium Corrosion of Type 304/304L Stainless Steel, Iron, Chromium, and Nickel in High-Temperature Liquid Sodium, Materials 16 (2023), 6798. 

Characterization of stress corrosion cracks in Ni-based weld alloys 52, 52M and 152 grown in high-temperature water, Materials Characterization 112 (2016) 87-97. 

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本研究创新性地提出了一个基于物理的多状态马尔可夫模型,通过从实验数据拟合状态跃迁速率,实现了对不锈钢在含氯环境中点蚀深度和密度随时间变化的准确模拟与预测。

参考:

Multi-state Markov model of pitting corrosion in stainless steel exposed to chloride-containing environment, Reliability Engineering & System Safety 172 (2018) 239-248.