Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов

• Дата: 2016
• Автори: Устинов, А.И., Гадзыря, Н.Ф., Тимошенко, Я.Г., Мохнюк, А.А., Мельниченко, Т.В., Теличко, В.A., Демченков, С.О.
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2016
• Назва видання: Современная электрометаллургия
• Теми: Электронно-лучевые процессы
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132738
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов / А.И. Устинов, Н.Ф. Гадзыря, Я.Г. Тимошенко, А.А. Мохнюк, Т.В. Мельниченко, В.A. Теличко, С.О. Демченков // Современная электрометаллургия. — 2016. — № 2 (123). — С. 28-38. — Бібліогр.: 36 назв. — рос.

Благодаря своим физико-химическим свойствам карбид кремния (SiC) рассматривается как наиболее перспективный материал в ядерном материаловедении при изготовлении оболочек ТВЭЛов, защитных покрытий и других элементов конструкции ядерных реакторов. Основным фактором, сдерживающим практическое применение SiC, является отсутствие эффективных технологий изготовления деталей и осаждения покрытий на основе этого соединения. Учитывая, что в ближайшей перспективе станет актуальным повышение долговечности эксплуатации ТВЭЛов в стационарных и аварийных режимах, в работе рассмотрены возможности получения покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов методом электронно-лучевого осаждения. Покрытия на основе SiC, с одной стороны, не должны оказывать существенного влияния на тепловые режимы работы ТВЭЛов, а с другой, обеспечивать защиту циркониевых оболочек от пароциркониевой реакции при их нагреве в парах воды. Применение электронно-лучевого осаждения покрытий основе SiC расширится, если этот метод обеспечит высокую скорость осаждения покрытий с высоким уровнем адгезии, а структура покрытия позволит защитить циркониевую оболочку от коррозии в перегретой воде и при контакте с ее парами при высоких температурах. В работе была достигнута скорость осаждения до 5 мкм/мин путем оптимизации структуры керамических мишеней на основе SiC и условий их электронно-лучевого испарения в вакууме. Показано, что совмещение процесса электронно-лучевого испарения с обработкой подложки ионами аргона обеспечивает высокий уровень адгезии при температурах осаждения ниже 600 °С, а также снижение степени дефектности покрытия. Нагрев циркониевых оболочек с покрытиями на основе SiC до 1200 °С в атмосфере пара подтвердил возможность повышения их стойкости к окислению.