钼离子注入对纯锆耐蚀性的影响
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- 分类：钼的知识
- 发布于 2017年3月03日
- 作者：qiongzhen
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锆及锆合金在核工业中具有十分重要的地位，它通常用作核燃料的包壳和结构材料，随着深燃耗概念的提出与发展，人们对锆及合金性能要求越来越高，为了提高耐蚀性，一般采用两种方法：一是使锆合金化，通过调整合金成分与比例，达到改性的目的；二是表面调整，离子注入是表面调整的重要方法。近年来人们研究发现某些稀土元素的加入能大大提高锆及合金的耐蚀性，尤其是钇和铈，不仅能提高锆及合金的耐蚀性，还能提高其高温氧化性能。钼是经常使用的抗高温氧化金属，钼离子注入TiAl合金能极大地提高合金的抗氧化性能。而钼离子注入对纯锆耐蚀性的影响却与之相反。
通过使用MEVVA源对纯锆表面注 入1×1016 ions/cm2至5×1017 ions/cm2剂量的钼离子,研究离子注入后其在水溶液中耐蚀性。MEVVA源是金属蒸汽真空弧离子源的缩称。它属于强金属宽束离子源，其基本原理是利用触发器阴极引起阴极和阳极间弧光放电，从而将阴极材料蒸发到放电室中，被蒸发的阴极原子在等离子放电过程中被电离而形成正电子，等离子在磁场的作用下，可以减少离子在室壁上的损失。正离子通过阳极和多孔的引出极而形成较宽的金属离子束，再经过电压加速后注入到物品表面。
图1为经过三次极化腐蚀测量后，注入样品与为注入样品表面的SEM图片。由图可知，纯锆（未注入样品）表面最平整，随着注入剂量的加大，注入样品表面开始产生深坑，剂量进一步加大，腐蚀抗会增多，且坑会变大变深。
结果表明：随着钼离子注入剂量的增大,注入样品的耐蚀性反而下降。剂量越大，耐蚀性下降越多。注入样品的自然腐蚀电位与未注入纯锆相比发生了正移，总的趋势是随着剂量的加大，自然腐蚀电位越正。
图1 腐蚀试验后样品表面的SEM照片
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