ПОВЕДЕНИЕ БАРЬЕРНОГО СЛОЯ КОРРОЗИОННЫХ ПЛЕНОК НА СПЛАВАХ ЦИРКОНИЯ

К. Н. Никитин, В. Н. Шишов

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Москва, 125047, Миусская пл., 9

Поступила в редакцию 09.04.2008 г.

Проведены измерения емкости оксидных пленок, полученных на сплаве ЭЦ-1 при коррозионных испытаниях в пароводяной среде при 300, 350 и 400°С. Для оценки толщины барьерного слоя использованы измерения барьерного напряжения при постоянстве анодного тока (напряжения диэлектрического пробоя). Показано что, барьерный слой нельзя считать гомогенной средой. В местах включений в оксидную пленку интерметаллидов наблюдается локальное уменьшение толщины диэлектрика. В первом приближении неоднородность оксидной пленки целесообразно учесть введением в эквивалентную схему двух параллельных RC-цепочек. Одна из них (C₁, R₁) описывает электрофизические свойства емкости, толщина изолятора которой соответствует общей толщине оксидной пленки. Другая (C₂, R₂) – описывает электрофизические свойства беспористой части оксидной пленки, находящейся между частицами интерметаллидов и ее внешней поверхностью. Тогда результаты измерений можно представить следующим образом: С_изм = С₂ + (1 )С₁, где – доля поверхности оксидной пленки с измененными диэлектрическими свойствами вследствие внедрения в нее частиц интерметаллидов. Принимая средние геометрические размеры интерметаллидов, равными 200–400 нм, можно оценить их среднюю концентрацию на поверхности металла, которая примерно соответствует металлографическому определению концентрации частиц второй фазы (10⁶ 10⁷ см^-2). Полученные результаты указывают на существенную неоднородность структуры барьерного слоя, которая может оказаться причиной возникновения местных очагов коррозии и преждевременного выхода из строя циркониевых изделий.

Список литературы

1. Waterside Corrosion of Zirconium Alloys in Nuclear Power Plants. IAEA-TECDOC-996. Vienna. 1998. С. 152.
2. 2. Misch R.D. US AEC Report-ANL-5229. 1953. 28 c.
3. 3. Polling J.J., Charlesby A. // Acta Met. 1954. Т. 2. № 5. C. 667
4. 4. Никитин К.Н. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Материаловедение и новые материалы. 2003. Вып. 1(61). C. 129.
5. 5. Cox B. // J. Nucl. Mat. 1969. Т. 29. № 1. C. 50.
6. 6. Ластмен Б., Керз Ф. Металлургия циркония. М.: Издатинлит, 1959. 419 с.
7. 7. Wanklyn J.N., Silvester D.R. // J. Electrochem. Soc. 1958. Т. 105. № 11. C. 647.
8. 8. Barberis P., Frichet A. // J. Nucl. Materials. 1999. Т. 273. C. 182.
9. 9. Hunter M,S., Fowle P. // J. Electrochem. Soc. 1956. Т. 103. № 9. C. 482
10. 10. Flint O., Varley J.H.O. // J. Phys. Chem. Solids. 1958. Т. 6. № 2/3. C. 213.
11. 11. Anada H., Herb B.J., Nomomoto K. et al. // 11-th Int. Symp. ASTM STP 1295. 1996. C. 74.
12. 12. Hutchinson B., Lehtinen B., Limbдck M et al. // 15-th Int. Symp. ASTM STP. 2007.
13. 13. Bojinov M., Hansson-Lyyra L., Kinnunen P. et al. // J. ASTM International. 2005. Т. 2. № 4. С. 367.
14. 14. Barberis P., Ahlberg E., Simic N. et al. // 13-th Int. Symp. ASTM STP 1423. 2002. C. 33.
15. 15. Bossis P., Leiиvre G., Barberis P. et al. // 12-th Int. Symp. ASTM STP 1354. 2000. C. 918.