硅改性Cr-Si涂层

1100°C蒸汽抗氧

在锆合金包壳上原位形成含Zr₂Si与ZrCrSi相的混合阻挡区，抑制Cr/Zr互扩散，显著提升事故容错燃料涂层的抗氧化能力。

Zhiyong, Cui · 郑韶先 · Yudong, An · 庞旭明 · Pu, Jibing Bin

Journal of Nuclear Materials 2026

技术优势

抑制Cr/Zr互扩散

涂层中加入适量Si后，在界面原位生成Zr₂Si和ZrCrSi混合阻挡区，有效阻挡了基体中Zr向涂层内的扩散，维持了涂层完整性。

阻断氧向内扩散

混合阻挡区减少ZrO₂通道的形成，并在界面处形成Cr₂O₃与SiO₂混合层，进一步阻止氧向涂层内部渗透，减轻氧化损伤。

1100°C蒸汽下抗氧化

在模拟失冷事故的高温蒸汽环境中，涂层通过上述机制显著提升抗氧化性能，保持对基体的保护。

应用场景

• 核燃料包壳涂层：用于锆合金包壳，减缓失冷事故中的氧化失效。
• 高温抗氧化涂层：在1100°C蒸汽中保持屏障功能，延长服役时间。
• 锆合金表面涂层：可直接在锆合金管上制备，抑制界面扩散导致的性能退化。
• 蒸汽氧化防护：阻挡高温蒸汽中的氧向内扩散，保护基体。