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

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

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 применени...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Современная электрометаллургия
Datum:2016
Hauptverfasser: Устинов, А.И., Гадзыря, Н.Ф., Тимошенко, Я.Г., Мохнюк, А.А., Мельниченко, Т.В., Теличко, В.A., Демченков, С.О.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2016
Schlagworte:
Электронно-лучевые процессы
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/132738
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren: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.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-132738
record_format dspace
spelling Устинов, А.И.
Гадзыря, Н.Ф.
Тимошенко, Я.Г.
Мохнюк, А.А.
Мельниченко, Т.В.
Теличко, В.A.
Демченков, С.О.
2018-04-25T19:26:53Z
2018-04-25T19:26:53Z
2016
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.
0233-7681
DOI: doi.org/10.15407/sem2016.02.04
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/132738
621.793.1; 620.198
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.
Owing to its physical-chemical properties the silicon carbide (SiC) is considered as the most challenging material in nuclear materials science for manufacture of fuel-element shells, protective coatings and other elements of nuclear reactor structures. The main factor, limiting a practical application of SiC, is the absence of effective technologies of manufacture of parts and deposition of coatings on the base of this compound. Taking into account that in the nearest future the increase in service life of fuel elements will become urgent in stationary and emergency modes, the possibilities of producing coatings on SiC base on zirconium shells of fuel elements by the method of electron beam deposition are described in the work. Coatings on SiC base, on the one side, should not have significant effect on thermal modes of the fuel element operation and, on the other hand, should provide the protection of zirconium shells from the vapor-zirconium reaction during their heating in water vapors. The application of the electron beam deposition of coatings on SiC base will find the wide spreading, if this method provides the high rate of coating deposition at a high level of adhesion, and the coating structure allows protecting the zirconium shell from corrosion in the overheated water and at contact with its vapors at high temperature. In the work the rate of deposition reached up to 5 μm/min by optimizing the structure of ceramic targets on SiC base and conditions of their electron beam evaporation in vacuum. It is shown that combination of the electron beam evaporation process with substrate treatment with ions of argon provides a high level of adhesion at temperatures of deposition below 600 °C. and also decrease in degree of coating defectiveness. The heating of zirconium shells with coatings on SiC base up to 1200 °C in atmosphere of vapor confirmed the possibility of their resistance to oxidation.
ru
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
Современная электрометаллургия
Электронно-лучевые процессы
Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов
Producing of SiC-based protective coatings on zirconium fuel-element shells by the method of electron beam deposition
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов
spellingShingle Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов
Устинов, А.И.
Гадзыря, Н.Ф.
Тимошенко, Я.Г.
Мохнюк, А.А.
Мельниченко, Т.В.
Теличко, В.A.
Демченков, С.О.
Электронно-лучевые процессы
title_short Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов
title_full Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов
title_fullStr Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов
title_full_unstemmed Получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе SiC на циркониевых оболочках ТВЭЛов
title_sort получение способом электронно-лучевого осаждения защитных покрытий на основе sic на циркониевых оболочках твэлов
author Устинов, А.И.
Гадзыря, Н.Ф.
Тимошенко, Я.Г.
Мохнюк, А.А.
Мельниченко, Т.В.
Теличко, В.A.
Демченков, С.О.
author_facet Устинов, А.И.
Гадзыря, Н.Ф.
Тимошенко, Я.Г.
Мохнюк, А.А.
Мельниченко, Т.В.
Теличко, В.A.
Демченков, С.О.
topic Электронно-лучевые процессы
topic_facet Электронно-лучевые процессы
publishDate 2016
language Russian
container_title Современная электрометаллургия
publisher Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
format Article
title_alt Producing of SiC-based protective coatings on zirconium fuel-element shells by the method of electron beam deposition
description 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. Owing to its physical-chemical properties the silicon carbide (SiC) is considered as the most challenging material in nuclear materials science for manufacture of fuel-element shells, protective coatings and other elements of nuclear reactor structures. The main factor, limiting a practical application of SiC, is the absence of effective technologies of manufacture of parts and deposition of coatings on the base of this compound. Taking into account that in the nearest future the increase in service life of fuel elements will become urgent in stationary and emergency modes, the possibilities of producing coatings on SiC base on zirconium shells of fuel elements by the method of electron beam deposition are described in the work. Coatings on SiC base, on the one side, should not have significant effect on thermal modes of the fuel element operation and, on the other hand, should provide the protection of zirconium shells from the vapor-zirconium reaction during their heating in water vapors. The application of the electron beam deposition of coatings on SiC base will find the wide spreading, if this method provides the high rate of coating deposition at a high level of adhesion, and the coating structure allows protecting the zirconium shell from corrosion in the overheated water and at contact with its vapors at high temperature. In the work the rate of deposition reached up to 5 μm/min by optimizing the structure of ceramic targets on SiC base and conditions of their electron beam evaporation in vacuum. It is shown that combination of the electron beam evaporation process with substrate treatment with ions of argon provides a high level of adhesion at temperatures of deposition below 600 °C. and also decrease in degree of coating defectiveness. The heating of zirconium shells with coatings on SiC base up to 1200 °C in atmosphere of vapor confirmed the possibility of their resistance to oxidation.
issn 0233-7681
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/132738
fulltext
citation_txt 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.
work_keys_str_mv AT ustinovai polučeniesposobomélektronnolučevogoosaždeniâzaŝitnyhpokrytiinaosnovesicnacirkonievyhoboločkahtvélov
AT gadzyrânf polučeniesposobomélektronnolučevogoosaždeniâzaŝitnyhpokrytiinaosnovesicnacirkonievyhoboločkahtvélov
AT timošenkoâg polučeniesposobomélektronnolučevogoosaždeniâzaŝitnyhpokrytiinaosnovesicnacirkonievyhoboločkahtvélov
AT mohnûkaa polučeniesposobomélektronnolučevogoosaždeniâzaŝitnyhpokrytiinaosnovesicnacirkonievyhoboločkahtvélov
AT melʹničenkotv polučeniesposobomélektronnolučevogoosaždeniâzaŝitnyhpokrytiinaosnovesicnacirkonievyhoboločkahtvélov
AT teličkova polučeniesposobomélektronnolučevogoosaždeniâzaŝitnyhpokrytiinaosnovesicnacirkonievyhoboločkahtvélov
AT demčenkovso polučeniesposobomélektronnolučevogoosaždeniâzaŝitnyhpokrytiinaosnovesicnacirkonievyhoboločkahtvélov
AT ustinovai producingofsicbasedprotectivecoatingsonzirconiumfuelelementshellsbythemethodofelectronbeamdeposition
AT gadzyrânf producingofsicbasedprotectivecoatingsonzirconiumfuelelementshellsbythemethodofelectronbeamdeposition
AT timošenkoâg producingofsicbasedprotectivecoatingsonzirconiumfuelelementshellsbythemethodofelectronbeamdeposition
AT mohnûkaa producingofsicbasedprotectivecoatingsonzirconiumfuelelementshellsbythemethodofelectronbeamdeposition
AT melʹničenkotv producingofsicbasedprotectivecoatingsonzirconiumfuelelementshellsbythemethodofelectronbeamdeposition
AT teličkova producingofsicbasedprotectivecoatingsonzirconiumfuelelementshellsbythemethodofelectronbeamdeposition
AT demčenkovso producingofsicbasedprotectivecoatingsonzirconiumfuelelementshellsbythemethodofelectronbeamdeposition
first_indexed 2025-11-24T11:44:29Z
last_indexed 2025-11-24T11:44:29Z
_version_ 1850846087699496960

Ähnliche Einträge