Введение
Глава 1. Коррозия и водородное охрупчивание циркониевых сплавов 14
1.1. Взаимодействие водорода с цирконием 14
1.1.1. Фазовая диаграмма состояний Zr-H 16
1.1.2. Диаграмма равновесных состояний сплавов системы Zr-Nb 19
1.1.3. Сорбция водорода 21
1.1.4. Коррозия 22
1.1.5. Деградация механических свойств 26
1.2. Методы защиты от коррозии и водородного охрупчивания. 28
1.2.1. Оптимизация состава и разработка новых сплавов 28
1.2.2. Защитные покрытия и модифицирование поверхности 31
2. Материалы и методы исследования 38
2.1. Объект исследования 38
2.2. Формирование градиентных структур ионно-плазменными методами 38
2.3. Насыщение водородом из газовой фазы 41
2.4. Атомно-силовая микроскопия 42
2.5. Сканирующая электронная микроскопия 43
2.6. Измерение концентрации водорода 43
2.7. Оптическая спектрометрия высокочастотного тлеющего разряда 43
2.8. Рентгеноструктурный анализ 45
2.9. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 45
2.10. Позитронная спектроскопия 46
Глава 3. Влияние плазменно-иммерсионной ионной имплантации и осаждения титана на структуру и свойства циркониевого сплава Э110 49
3.1. Влияние параметров ионной имплантации на морфологические изменения поверхности сплава Э110 49
3.1.1. Влияние потенциала смещения на морфологию поверхности 49
3.1.2. Влияние длительности ПИИИ на морфологию поверхности 53
3.2. Влияние параметров ионной обработки на структуру, состав и распределение титана по глубине сплава Э110 56
3.3. Микроструктура и валентное состояние атомов на поверхности 61
3.4. Выводы 64
Глава 4. Влияние модифицирования поверхности на коррозионную стойкость, сорбцию и захват водорода сплавом Э110 66
4.1. Влияние параметров ионной имплантации и осаждения титана на кинетику поглощения водорода циркониевым сплавом 66
4.2. Влияние микрокапельной фракции на поверхности сплава на кинетику наводороживания и механические свойства циркониевого сплава 72
4.3. Эволюция дефектной структуры сплава после ионной имплантации и наводороживания 79
4.4. Влияние оксидирования в воздушной атмосфере на коррозионную стойкость сплава 90
4.5. Выводы 97
Глава 5. Исследование водородостойкости и механических свойств систем TiN/Э110 и TiN/Ti/Э110 99
5.1. Кинетика наводороживания и термическая стойкость циркониевого сплава Э110 с покрытиями TiN и TiN/Ti 100
5.2. Закономерности сорбции и захвата водорода циркониевым сплавом с градиентной структурой TiN/Ti/Э110 105
5.3. Адгезионная прочность и термическая стойкость систем TiN/Ti/Э110 111
5.4. Физико-механические свойства покрытий TiN и TiN/Ti 113
5.5. Трибологические свойства систем TiN/Ti/Э110 115
5.6. Выводы 117
Заключение 118
Список литературы 120
