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2024-KJ(Z)-2-001熔融氟化物腐蚀机制及抗蚀涂层设计
日期:2025年01月06日    来源: 中国腐蚀与防护学会     分享:
获奖项目编号:2024-KJ(Z)-2-001
获奖项目名称:熔融氟化物腐蚀机制及抗蚀涂层设计
第一完成单位:广西大学
项目联系人:王艳丽
联系人电话:18154590825
联系人邮箱:wyl187358@gxu.edu.cn
项目简介:

  熔融氟化盐以其独特的热物理和热化学性质而广泛应用于乏燃料后处理、熔融盐核反应堆、电解铝等工业领域。然而结构材料在熔融氟化盐中的腐蚀严重制约着熔融氟化盐的工业化应用。金属的活性溶解是腐蚀的主要表现形式,而电偶腐蚀、熔盐体系中的微量杂质和温度梯度是腐蚀的主要驱动力。因此,研究熔融氟化物腐蚀机制是熔融氟化盐应用进程中亟需解决的关键问题。为此,本项目开展了熔融氟化物腐蚀电化学理论与测量技术、环境气体杂质、温度梯度对材料腐蚀电化学机制的影响等研究工作,揭示了熔融氟化物腐蚀反应动力学过程。为解决材料在熔融氟化物中的腐蚀问题,就结构材料本身而言,发展有效的抗熔融氟化物腐蚀涂层体系是一种简单的途径。在熔融氟化物中稳定性较高的金属Ni可作为结构材料的表面防护涂层,然而基体与Ni层之间的互扩散损害了其保护性。鉴于陶瓷涂层具有良好的阻止元素扩散能力,为此,本研究进一步创新性的提出陶瓷扩散障的应用设计理论,展开了涂层体系设计、涂层工艺控制理论、涂层服役行为评价等研究工作,获得了如下主要创新性成果:
  (1)研制了可用于熔融氟化物腐蚀电化学研究的参比电极和专门的电化学实验装置,建立了熔融氟化物腐蚀电化学研究方法;通过电化学手段发现了杂质H2O提高了熔融氟化盐的氧化还原电位,从而提出了水加速合金腐蚀的机制;提出了温度梯度引起的熔融氟化盐腐蚀电化学机制,即温度梯度使高、低温端金属间存在腐蚀电位差,引起电偶腐蚀效应。
  (2)提出了利用原位热生长技术制备Cr2O3和Al2O3扩散障的新思路,采用熔融盐电沉积/歧化反应法创新性地制备了碳化铬扩散障和ZrB2涂层,构建了Ni/陶瓷扩散障涂层体系。
  该成果形成了熔融氟化物腐蚀电化学研究技术与熔融氟化盐耐蚀涂层设计理论,获得了国际同行的广泛认可,并产生了重要的学术影响。研究成果在本领域国内外知名期刊CorrosionScience、Corrosion、JournalofFluorineChemistry、中国腐蚀与防护学报等共发表论文25篇,其中SCI收录22篇,他引380余次,并获得国家发明专利3项。


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