【摘 要】
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本文在详细分析国内外核反应堆用锆合金研究进展的基础上，高能束表面合金化的方法（激光束、电子束和离子注入）在Zr-4合金表面添加Nb元素，采用扫描电子显微镜（SEM）（附有EDS功能）、X射
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本文在详细分析国内外核反应堆用锆合金研究进展的基础上，高能束表面合金化的方法（激光束、电子束和离子注入）在Zr-4合金表面添加Nb元素，采用扫描电子显微镜（SEM）（附有EDS功能）、X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜等现代材料分析测试方法，研究了合金化层微观形貌、微区成分、显微硬度及耐电化学腐蚀性能。研究结果表明： 1．直流磁控溅射Nb涂层可以用于锆合金表面合金化，其厚度与基体Zr-4合金之间的附着力存在如下关系： y=exp（4.4-0.13x+0.001x2） 2．合金化后样品中Nb元素分布不均匀，其含量在表面以下某一处达到最高，与采取的工艺手段、工艺参数有关；热处理和冷轧也不能使成分均匀化。 3．样品的熔区凝固后具有明显的树枝晶组织，这是因为熔区的散热主要通过基体Zr-4合金，所以具有快速凝固和外延生长的特征。 4．热处理使合金化层组织粗化；冷轧使合金化层的枝晶破裂，相组成由β-Zr转变为α-Zr+β-Nb。 5．Nb离子注入Zr-4合金后，在表层生成了NbN和ZrO2。 6．高能束合金化使Zr-4合金在酸性溶液中的耐蚀性得到一定改善。
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