液態金屬環境下CLAM鋼氧化膜演化機理獲進展

　　近日，中科院合肥研究院核能安全所黃群英研究員項目組在鉛基反應堆液態金屬環境下CLAM鋼氧化膜演化機理研究方面取得新進展，研究成果發表于國際核材料領域知名期刊Journal of Nuclear Materials上。

　　以鉛鉍共晶（LBE）為冷卻劑的鉛基反應堆因其具有高能量密度、固有安全性和高燃料利用率等特點，被選為第四代反應堆堆型之一。鐵素體/馬氏體（F/M）鋼因其良好的導熱性和耐高溫、抗輻照等優點，可作為鉛基反應堆的候選結構材料。然而，F/M鋼在LBE中的腐蝕問題會影響其服役壽命。通常，氧化膜的演化是結構材料腐蝕過程的具體表現，因此關注氧化膜的演化規律對于研究結構材料耐LBE腐蝕機理具有重要意義。

　　針對上述問題，研究人員研究了高溫LBE環境下鈰（Ce）對中國低活化馬氏體（CLAM）鋼氧化膜演化的影響與作用機理。腐蝕試驗結果顯示：500h時，CLAM鋼樣品和Ce-CLAM鋼樣品分別產生了近似圓形、板條狀的磁鐵礦島嶼（圖1）；1500h時，CLAM樣品氧化膜發生明顯脫落，而Ce-CLAM僅發生局部脫落（圖2）。與CLAM鋼樣品相比，Ce-CLAM鋼樣品的氧化膜顯示出較好的連續性、完整性和粘附性。在此基礎上提出了Ce影響磁鐵礦形貌機理模型（圖3）和氧化膜演化模型。這些可為鉛冷快堆結構材料耐LBE腐蝕性能的深入研究提供一定實驗數據與理論參考。

　　該項研究工作得到國家重點研發計劃、中國科學院青年創新促進會及中國科學院國際合作項目的資助。