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摘要
铅铋共晶(LBE)因其良好的物理性能和低化学活性，成为加速器驱动次临界系统(ADS)和铅基堆(LFR)冷却剂的优选材料，但高温下结构材料与 LBE 接触会引起结构材料性能的退化，而 FeCrAl 合金具有优良的抗高温性能、耐腐蚀性能和力学性能等，在作为 ADS 和 LFR 的重要候选结构材料上有很大的潜能。近年来，针对高温液态 LBE/ Pb 环境下 FeCrAl 系列合金的腐蚀行为及其机理，科研人员开展了大量的研究并取得了一系列成果。 然而，因腐蚀现象影响因素众多，未能形成系统的 FeCrAl 合金腐蚀的评价机制，而且针对其不同条件下的腐蚀机理的研究也很欠缺。 FeCrAl 合金耐腐蚀性能的提高也是被关注的焦点。氧浓度、温度、元素含量是影响 FeCrAl 合金腐蚀过程的关键因素，因此，近年来研究人员在宽温域(400 ～900 ℃)、氧浓度10-3% ～10-8%(质量分数)范围内开展了具有针对性的实验研究和理论模拟，并绘制了耐 LBE 腐蚀的 FeCrAl 合金三元相图。 研究结果表明，在合适的氧浓度、温度下，FeCrAl 合金表面形成的致密、连续的氧化层成为材料耐 LBE 腐蚀的关键，也得出了在不同温度及元素含量情况下氧化层形成的条件边界图。 此外，以 FeCrAl(Y)为基础添加活性元素调制的第二代 FeCrAl 合金和在成熟材料(如 316L、T91 等)上制备 FeCrAl 系列合金涂层，也是提高结构材料耐腐蚀性能的主要途径。本文首先简要介绍了 FeCrAl 合金材料的组分、结构、常规性能及其研发现状，然后对该材料在高温液态 LBE/ Pb 中腐蚀实验研究进展进行了归纳综述，总结了氧浓度、温度、合金元素、涂层工艺对材料腐蚀过程的影响，以及腐蚀对材料力学性能的影响，探讨了该材料的 LBE/ Pb 腐蚀机理、存在问题以及可能提高耐腐蚀性能的措施。
- 出版日期2022
- 单位中国科学院近代物理研究所; 中国科学院大学
