锆合金表面高温抗氧化涂层的研究进展

朱林丹1，肖华强1，任丽蓉2，肖易1,3，莫太骞1，林波1，田雨鑫4 (1.贵州大学 机械工程学院；2.贵州民族大学 物理与机电工程学院；3.中国铁路成都局集团有限公司 贵阳机务段；4.中山大学 材料学院)

摘要：锆合金因其热中子吸收截面小、热膨胀系数低，以及与UO2良好的相容性而成为当前核反应堆中主要的构件材料。然而，在高温蒸汽氧化环境中，锆合金会快速氧化失效，并产生大量氢气，从而引发氢爆炸。为了提高核反应堆的安全性，对锆合金表面进行强化形成高温抗氧化防护涂层，是解决这一难题的有效途径。本文介绍了锆合金表面高温氧化行为，重点综述了高温抗氧化涂层(包括金属涂层、陶瓷涂层以及复合涂层)的氧化行为和失效机理，对比分析了不同锆合金表面涂层高温氧化性能。另外，还对锆合金表面高温抗氧化涂层的多元素成分设计、制备方法和梯度结构设计的发展方向进行了展望。

关键词：锆合金；蒸汽氧化；高温抗氧化涂层；热膨胀系数