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加速器驱动次临界系统ADS(Accelerator Driven Sub-critical System)将加速器与反应堆结合,因其在核乏料后处理方面所具有的系统相对安全灵活性、强大的嬗变能力、良好的中子经济性、较高的支持比,是解决目前核能利用发展过程中存在的燃料利用不充分和核废料的后处理及堆的安全性等问题的重要途径之一。铅铋合金(LBE)由于具有优良的导热性能与中子学性能,目前已逐渐成为公认的ADS系统中散裂靶材料与冷却剂的主要候选材料。但是在ADS系统中存在特殊的极端工况,结构材料需要承受高温、高中子流量并与对金属结构材料表面具有强侵蚀作用的高温流动铅铋合金直接接触,因此,在金属结构材料表面研究制备出具有良好的热稳定性、耐腐蚀性能的保护性涂层具有重要的工程实际意义。本论文以FeCr粉、FeAl粉和纯Ti粉制备得到复合粉末,选用中国低活化马氏体(CLAM)钢作为基体材料,在其表面通过火焰热喷涂-激光原位反应复合工艺制备出Al2O3-Ti O2复相涂层。涂层表面整体平整、组织致密,无明显缺陷的存在,涂层与基体结合紧密,形成了良好的冶金结合。利用中国科学院核能安全技术研究所FDS团队自主研制的KYLIN-RT型液态铅铋合金旋转腐蚀实验装置进行LBE动态腐蚀实验,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等测试分析手段对涂层试样在动态LBE中的腐蚀性能进行了研究表征。主要研究成果如下:经过500℃,液态铅铋合金流速为0.3m/s,腐蚀实验时长为1000h和2000h的动态腐蚀后,涂层表面形貌整体较腐蚀前仍保持完好,涂层表面在长时间动态腐蚀后未见明显的冲刷痕迹。X射线衍射分析结果表明涂层在高温LBE腐蚀后涂层材料表面的成分和相组成没有发生明显的改变,物相成分稳定。SEM/EDS分析结果显示涂层结构致密能有效地保护基材CLAM钢,在腐蚀实验过程中未发生铅铋合金的腐蚀渗入;显微硬度测试结果显示涂层在最长时长为2000h的腐蚀后硬度为1631-1723HV0.2,仍具有较高的显微硬度。而没有涂层保护的基材CLAM钢试样在1000h和2000h的腐蚀过程中会与铅铋合金中的杂质氧发生明显的氧化腐蚀现象生成双氧化层。其中外氧化层结构更为疏松为富Fe的Fe3O4氧化物,内氧化层主要为富Cr的FeCr2O4尖晶石,2000h腐蚀后的CLAM钢基材表面生成的内氧化层与基体界面处会出现易于开裂剥离的内氧化区域。