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公开(公告)号：CN117721417A
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN202311750060.0
申请日：2023-12-18
申请人： 上海交通大学 , 哈尔滨工业大学(深圳) , 上海核工程研究设计院股份有限公司
摘要： 本发明公开了一种超耐磨锆合金包壳表面复合涂层及其制备方法，属于核燃料包壳表面涂层技术领域。所述复合涂层从内至外依次包含Mo层、Cr层和CrN层；所述Mo层的组成为Mo纯金属，所述Cr层的组成为Cr纯金属；所述Mo层的厚度为0.5～3μm，所述Cr层的厚度为8～15μm，所述CrN层的厚度为1～6μm。本发明设计的超耐磨锆合金包壳表面复合涂层从内至外依次包含Mo层、Cr层和CrN层；此复合涂层与锆合金基体的结合性较好，且结构均匀致密，耐磨性与抗氧化性能优异，可显著提升燃料包壳正常服役工况性能以及抵御反应堆严重事故的能力。
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公开(公告)号：CN116202870B
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202310135401.7
申请日：2023-02-17
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明提供了一种薄壁管表面涂层开裂失效原位研究的试验装置，包括：加热炉、支撑系统、实验釜、釜内安装机构、原位监测系统、电动推杆系统、釜内压力注入系统、慢拉伸加载系统以及内压加载系统；加热炉、釜内安装机构以及实验釜安装在支撑系统上，电动推杆系统连接并带动实验釜和加热炉升降移动；釜内安装机构内安装涂层薄壁管，涂层薄壁管处设置原位监测系统，釜内安装机构连接釜内压力注入系统、慢拉伸加载系统以及内压加载系统，慢拉伸加载系统连接涂层薄壁管。本发明可实现常温到高温范围内涂层薄壁管多轴加载，即轴向和内压同时加载或轴向和外压同时加载，通过设置轴向载荷和薄壁管内外压差数值以控制多轴应力比。
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公开(公告)号：CN117737652A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311742063.X
申请日：2023-12-18
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明公开了一种耐事故锆合金包壳表面复合涂层及其制备方法，属于核燃料包壳表面涂层技术领域。所述复合涂层从内至外依次包含Mo层、Cr层和FeCrAl层；所述Mo层的组成为Mo纯金属；所述Cr层的组成为Cr纯金属；所述FeCrAl层的组成为：Cr 9‑15wt％，Al 4‑10wt％，余量为Fe。本发明设计的耐事故锆合金包壳表面复合涂层具有较好的抗高温氧化能力，表面形成的Al2O3层有助于减少Cr2O3的挥发，且Mo层可以有效抑制Cr层和锆合金基体之间发生互扩散，避免形成Cr‑Zr中间层，从而提升了涂层高温服役性能。
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公开(公告)号：CN117721416B
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202311741971.7
申请日：2023-12-18
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明公开了一种核用锆合金表面复合涂层及其制备方法，属于核燃料包壳表面涂层技术领域。所述复合涂层从内至外依次包含Mo层、Cr层和NiCr层。所述Mo层的组成为Mo纯金属；所述Cr层的组成为Cr纯金属；所述NiCr层的组成为：Ni 25‑30wt％，Cr 70‑75wt％。所述Mo层的厚度为0.5～3μm，所述Cr层的厚度为12～18μm，所述NiCr层的厚度为0.5～6μm。本发明设计的核用锆合金表面复合涂层的最外层的NiCr层在高温蒸汽环境中会生成NiO，缓解甚至抑制Cr2O3的挥发，从而提升涂层整体抗高温氧化性能。
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公开(公告)号：CN118422127A
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202410723535.5
申请日：2024-06-05
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明公开了一种锆合金包壳表面超细针状晶/近等轴晶双层结构Cr涂层制备方法，属于核燃料包壳表面涂层技术领域。本发明采用高功率脉冲磁控溅射技术，通过对HiPIMS设备进行自主改造，在锆合金包壳管内通入氩气并且控制氩气在管内的流速以调控管壁温度，并综合调整偏压、靶基距、溅射功率等参数，调控获得纯Cr超细针状晶/近等轴晶双层结构涂层。本发明设计的锆合金包壳表面超细针状晶/近等轴晶双层结构Cr涂层抗高温氧化性能优异，针状晶的垂直晶界加快原子扩散速率，极大缩短氧化膜形成时间，可以在氧化初期极其快速生成均匀、致密的Cr2O3保护膜，显著延缓高温下氧气和水蒸气对基材的直接侵蚀。
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公开(公告)号：CN117721416A
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN202311741971.7
申请日：2023-12-18
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明公开了一种核用锆合金表面复合涂层及其制备方法，属于核燃料包壳表面涂层技术领域。所述复合涂层从内至外依次包含Mo层、Cr层和NiCr层。所述Mo层的组成为Mo纯金属；所述Cr层的组成为Cr纯金属；所述NiCr层的组成为：Ni 25‑30wt％，Cr 70‑75wt％。所述Mo层的厚度为0.5～3μm，所述Cr层的厚度为12～18μm，所述NiCr层的厚度为0.5～6μm。本发明设计的核用锆合金表面复合涂层的最外层的NiCr层在高温蒸汽环境中会生成NiO，缓解甚至抑制Cr2O3的挥发，从而提升涂层整体抗高温氧化性能。
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公开(公告)号：CN118422127B
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202410723535.5
申请日：2024-06-05
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明公开了一种锆合金包壳表面超细针状晶/近等轴晶双层结构Cr涂层制备方法，属于核燃料包壳表面涂层技术领域。本发明采用高功率脉冲磁控溅射技术，通过对HiPIMS设备进行自主改造，在锆合金包壳管内通入氩气并且控制氩气在管内的流速以调控管壁温度，并综合调整偏压、靶基距、溅射功率等参数，调控获得纯Cr超细针状晶/近等轴晶双层结构涂层。本发明设计的锆合金包壳表面超细针状晶/近等轴晶双层结构Cr涂层抗高温氧化性能优异，针状晶的垂直晶界加快原子扩散速率，极大缩短氧化膜形成时间，可以在氧化初期极其快速生成均匀、致密的Cr2O3保护膜，显著延缓高温下氧气和水蒸气对基材的直接侵蚀。
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公开(公告)号：CN118460964A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410723483.1
申请日：2024-06-05
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明公开了一种锆合金包壳表面梯度近等轴晶Cr涂层制备方法，属于核燃料包壳表面涂层技术领域。本发明采用高功率脉冲磁控溅射技术，通过对HiPIMS设备进行自主改造，在锆合金包壳管内通入氩气并且控制管内氩气流速以调控管壁温度，综合控制偏压、靶基距、溅射气压等参数，调控获得具有三层梯度结构晶粒的锆合金表面纯Cr近等轴晶涂层。本发明设计的耐事故锆合金包壳表面纯Cr涂层韧性较好、不易脱落和开裂，在高温蒸气环境下氧化时表面可生成一层致密的Cr2O3保护性氧化膜，显著抑制氧的扩散，改善锆合金包壳的抗高温氧化性能。
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公开(公告)号：CN116202870A
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202310135401.7
申请日：2023-02-17
申请人： 上海交通大学
摘要： 本发明提供了一种薄壁管表面涂层开裂失效原位研究的试验装置，包括：加热炉、支撑系统、实验釜、釜内安装机构、原位监测系统、电动推杆系统、釜内压力注入系统、慢拉伸加载系统以及内压加载系统；加热炉、釜内安装机构以及实验釜安装在支撑系统上，电动推杆系统连接并带动实验釜和加热炉升降移动；釜内安装机构内安装涂层薄壁管，涂层薄壁管处设置原位监测系统，釜内安装机构连接釜内压力注入系统、慢拉伸加载系统以及内压加载系统，慢拉伸加载系统连接涂层薄壁管。本发明可实现常温到高温范围内涂层薄壁管多轴加载，即轴向和内压同时加载或轴向和外压同时加载，通过设置轴向载荷和薄壁管内外压差数值以控制多轴应力比。
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