Плазменное напыление силицидных покрытий для защиты сплавов циркония от окисления
- Авторы: Гнесин И.Б.1, Прохоров Д.В.1, Гнесина Н.И.1, Некрасов А.Н.2, Гнесин Б.А.1, Внуков В.И.1, Карпов М.И.1, Желтякова И.С.1, Строганова Т.С.1
-
Учреждения:
- Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
- Институт экспериментальной минералогии РАН
- Выпуск: № 10 (2023)
- Страницы: 27-35
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/141023
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023100059
- EDN: https://elibrary.ru/VZYMAM
- ID: 141023
Цитировать
Аннотация
Работа посвящена экспериментальному исследованию возможностей нанесения на сплав на основе циркония (Э110) защитного силицидного покрытия методом атмосферного плазменного напыления. Покрытия на основе двойной эвтектики Mo5Si3 + MoSi2 наносили на поверхность листов сплава Э110. Исследованы особенности структуры и фазового состава покрытий после нанесения, их эволюция в результате изотермических отжигов при температуре 1300°C. Установлено, что при быстром охлаждении частиц силицидов в процессе нанесения покрытия формируются неравновесные фазы. В результате отжига фазовый состав изменяется на соответствующий диаграмме состояния. Исследована кинетика диффузионного взаимодействия покрытия и материала-основы. Впервые продемонстрирована возможность успешной защиты сплава циркония от окисления при 1100°C на воздухе с помощью всестороннего нанесения покрытия из силицидов молибдена. Минимальный радиус кривизны поверхности защищаемых образцов составил около 1 мм.
Об авторах
И. Б. Гнесин
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
Д. В. Прохоров
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
Н. И. Гнесина
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
А. Н. Некрасов
Институт экспериментальной минералогии РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
Б. А. Гнесин
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
В. И. Внуков
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
М. И. Карпов
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
И. С. Желтякова
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
Т. С. Строганова
Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Email: ibgnesin@issp.ac.ru
Россия, 142432,
Черноголовка
Список литературы
- Разработка, производство эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. Кн. 1. / Ред. Решетников Ф.Г. М.: Энергоатомиздат, 1995. 320 с.
- The Fukushima Daiichi Accident. Vienna. IAEA, 2015. 1254 p.
- Corey G.R // IAEA Bull. 1979. V. 21. № 5. P. 54.
- Accident Tolerant Fuel Concepts for Light Water Reactors. Vienna. IAEA-TECDOC-1797, 2016. 384 p.
- Maier B., Yeom H., Johnson G., Dabney T., Walters J., Romero J., Shah H., Xu P., Sridharan K. // JOM. 2018. V. 70. P. 198. https://doi.org/10.1007/s11837-017-2643-9
- Gigax J.G., Kennas M., Kim H., Maier B.R., Yeom H., Johnson G.O., Sridharan K., Shao L. // J. Nucl. Mater. 2019. V. 519. P. 57. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.03.004
- Dabney T., Johnson G., Yeom H., Maier B., Walters J., Sridharan K. // Nucl. Mater. Energy. 2019. V. 21. 100715. https://doi.org/10.1016/j.nme.2019.100715
- Maier B.R., Garcia-Diaz B.L., Hauch B., Olson L.C., Sindelar R.L., Sridharan K. // J. Nucl. Mater. 2015. V. 466. P. 712. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.06.028
- Yeom H., Hauch B., Cao G., Garcia-Diaz B., Martinez-Rodriguez M., Colon-Mercado H., Olson L., Sridharan K. // Thin Solid Films. 2016. V. 615. P. 202. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2016.07.024
- Imtyazuddin M., Mir A.H., Tunes M.A., Vishnyakov V.M. // J. Nucl. Mater. 2019. V. 526. 151742. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.151742
- Kim M., Noh H., Lee G.C., Yeom H., Kim T.K., Kim J.M., Kim T.H., Jo H., Park H.S., Sridharan K., Kim M.H. // Appl. Thermal Engin. 2022. V. 207. P. 118164. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118164
- Yang J., Steinbrück M., Tang C., Große M., Liu J., Zhang J., Yun D., Wang S. // J. Alloys Compd. 2022. V. 895. P. 162450. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162450
- Wang W., Zhang G., Wang C., Wang T., Zhang Y., Xin T. // J. Alloys Compd. 2023. V. 946. P. 169385. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.169385
- Fazi A., Sattari M., Stiller K., Andrén H.-O., Thuvander M. // J. Nucl. Mater. 2023. V. 576. P. 154268. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2023.154268
- Kane K., Bell S., Capps N., Garrison B., Shapovalov K., Jacobsen G., Deck C., Graening T., Koyanagi T., Massey C. // J. Nucl. Mater. 2023. V. 574. P. 154152. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2022.154152
- Syrtanov M., Kashkarov E., Abdulmenova A., Gusev K., Sidelev D. // Coatings. 2023. V. 13. № 1. P. 191. https://doi.org/10.3390/coatings13010191
- Yang J., Steinbrück M., Tang C., Große M., Liu J., Zhang J., Yun D., Wang S. // J. Alloys Compd. 2022. V. 895. P. 162450. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162450
- Yang J., Stegmaier U., Tang C., Steinbrück M., Große M., Wang S., Seifert H.J. // J. Nucl. Mater. 2021. V. 547. P. 152806. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.152806
- Sidelev D.V., Poltronieri C., Bestetti M., Krinitcyn M.G., Grudinin V.A., Kashkarov E.B. // Surf. Coat. Technol. 2022. V. 433. P. 128134. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128134
- Nelson A.T., Sooby E.S., Kim Y.-J., Cheng B., Maloy S.A. // J. Nucl. Mater. 2014. V. 448. Iss. 1–3. P. 441. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.10.043
- Sooby Wood E., Parker S.S., Nelson A.T., Maloy S.A. // J. Am. Ceram. Soc. 2016. V. 99. P. 1412. https://doi.org/10.1111/jace.14120
- Гнесин И.Б., Гнесин Б.А., Некрасов А.Н., Прохоров Д.В., Гнесина Н.И., Карпов М.И., Желтякова И.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 1. С. 63. https://doi.org/10.31857/S1028096022010058
- Gnesin I.B., Gnesin B.A., Nekrasov A.N., Prokhorov D.V., Gnesina N.I., Karpov M.I., Vershinin N.F., Kuznetsov S.V., Vnukov V.I., Zheltyakova I.S. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 17. № 1. P. 281. https://doi.org/10.1134/S1027451023010445
- Sen Y., Mingrun W., Tao G., Wenjin L. // Key Engin. Mater. 2008. V. 373–374. P. 304.
- Minasyan T., Ivanov R., Toyserkani E., Hussainova I. // J. Alloys Compd. 2021. V. 884. P. 161034. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161034
- Kiryukhantsev-Korneev Ph.V., Sytchenko A.D., Sviridova T.A., Sidorenko D.A., Andreev N.V., Klechkovskaya V.V., Polčak J., Levashov E.A. // Surf. Coat. Technol. 2022. V. 442. P. 128141. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128141
- Nomura N., Suzuki T., Yoshimi K., Hanada S. // Intermetallics. 2003. V. 11. Iss. 7. P. 735. https://doi.org/10.1016/S0966-9795(03)00069-4
- Fei X., Niu Y., Ji H., Huang L., Zheng X. // Ceram. Int. 2011. V. 37. Iss. 3. P. 813. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2010.10.018
- Sun J., Fu Q.-G., Li T., Zhang G.-P., Yuan R.-M. // J. Alloys Compd. 2019. V. 776. P. 712. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.10.309
- Gnesin I., Gnesin B., Nekrasov A. // J. Alloys Compd. 2018. V. 767. P. 803. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.07.193
- Sakidja R., Park J.S., Hamann J., Perepezko J.H. // Scripta Materialia. 2005. V. 53. Iss. 6. P. 723. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2005.05.015
- Гнесина Н.И., Гнесин И.Б., Прохоров Д.В., Гнесин Б.А., Карпов М.И., Внуков В.И., Желтякова И.С., Строганова Т.С. // Сб. тр. 12-й Междунар. конф. “Фазовые превращения и прочность кристаллов”. Черноголовка, 24–27 октября 2022. С. 32.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)