Forskere opnår nye resultater om korrosionsadfærd af legeringsmaterialer under ekstreme miljøer

Materialers serviceadfærd under ekstreme miljøer er en af ​​flaskehalsene, der begrænser udviklingen af ​​avancerede nukleare energisystemer. Forskere ved Institut for Moderne Fysik (IMP) ved Det Kinesiske Videnskabsakademi (CAS) har på det seneste opnået nye resultater om korrosionsadfærden af ​​legeringsmaterialer under stærk bestråling, høje temperaturer og kølevæske ætsende miljøer.

For at simulere det miljø, som de strukturelle materialer i superkritiske vandkølede reaktorer står over for, forskerne har uafhængigt designet og bygget en højtemperatur- og højtryks-dynamisk korrosionstestanordning, hvis maksimale driftstemperatur, tryk og vandgennemstrømningshastighed er henholdsvis 700 grader Celsius, 10 MPa og 10 m/s, og minimum iltkoncentration er 5 ppb.

Ferrit-martensitiske stål SIMP og T91 foreslås som kandidatmaterialer til den superkritiske vandkølede reaktor. Forskere undersøgte både højtemperaturvandskorrosionskinetikken og korrosionsadfærden af ​​SIMP og T91 under bestråling ved at bruge Heavy Ion Research Facility i Lanzhou og højtemperatur- og højtryksvanddynamisk korrosionsanordning.

Det har vist sig, at SIMP-stål har bedre vandkorrosionsbestandighed end T91-stål. Korrosionshastigheden forstærkes af strømningshastigheden, hvilket også har en betydelig effekt på fasen af ​​oxidfilmen.

Resultaterne af forbestrålingsforsøg med tunge ioner bekræfter, at bestråling forårsager en betydelig stigning i materialernes korrosionshastighed. Ifølge forsøgsresultaterne, forskerne diskuterede også materialets højtemperaturvandskorrosionsadfærd og mekanismen for nedbrydning af korrosionsbestandighed under bestråling.

Disse resultater udgør ikke kun en vigtig forskningsplatform, men også eksperimentelle metoder til hurtig screening og evaluering af kandidatmaterialer til avancerede vandkølede reaktorer.

Resultaterne er blevet offentliggjort i Korrosionsvidenskab .