电沉积方式对锆铌合金表面制备纯锆涂层结构与性能的影响

摘要

金属锆可以有效降低失水事故下包壳的氧化速率，改善反应堆的安全裕量。本文采用FLINAK-Ksub2/subZrFsub6/sub熔盐体系，分别以直流，单脉冲，正反脉冲的电沉积方式，在锆铌合金基体表面进行了纯锆涂层的制备。通过XRD、SEM以及划痕测试等技术，对比研究了不同电沉积方式下所得到纯锆涂层的晶体结构与显微组织、厚度以及与基体间的结合力。结果表明：采用直流、单脉冲和双脉冲电沉积方式均可以在锆铌合金基体上得到纯锆涂层，其结构都是密排六方结构。其中，直流电沉积得到的锆涂层表面孔隙率较大，锆晶粒沿(110)方向取向优先。脉冲电沉积得到的锆涂层更加致密，锆晶粒均沿(002)方向取向优先。其中双向脉冲电沉积得到的锆涂层硬度值最大，达到885 HV，与锆铌合金基体的结合强度最高，达到35 N。