一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法技术

本发明专利技术公开了一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法，该方法包括以下步骤：一、将Zr合金核燃料包壳元件进行表面改性；二、将表面改性后的Zr合金核燃料包壳元件进行电化学沉积Cr涂层处理，得到具有Cr涂层的Zr合金核燃料包壳元件。本发明专利技术先将Zr合金核燃料包壳元件进行表面改性，然后采用电化学沉积在表面改性后的Zr合金核燃料包壳元件的表面沉积事故容错Cr涂层，实现了在管元件、板元件或异形件的外表面，高效、低成本、批量化的制备事故容错Cr涂层，解决了Zr合金核燃料包壳元件与金属Cr在电镀液中无化合导致的无法直接电化学沉积Cr涂层的问题，得到的Cr涂层具有厚度高，耐事故的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法
本专利技术属于薄膜涂层核电防护
，具体涉及一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法。
技术介绍
近年来国内外开展了大量的核燃料包壳元件的事故容错涂层制备与研究，核燃料包壳元件的基体材料为核用Zr合金，形状为管元件、板元件或异形件等形式，核燃料包壳元件的需求量巨大，事故容错涂层在逐步形成标准，大规模应用指日可待，以美国为代表的国际先进水平采用特殊的物理气相沉积制备纯Cr涂层，厚度需要达到15μm以上，才能达到常规服役条件的腐蚀以及事故条件下的高温抗氧化要求，物理气相沉积作为表面镀膜手段中最先进的技术同时也存在着较多缺点，如沉积速率极慢、沉积温度高、应力大易崩膜、设备成本昂贵、装炉量受腔体限制、镀制工序繁琐等，会导致生产速率低下、高温致晶粒长大、成本上升、设备维护困难以及操作人员培训困难等缺点，会影响核燃料包壳元件的生产和交付。传统三价Cr电镀工艺能够快速制备Cr涂层，具有成熟的工艺及应用市场，厚度可达百微米量级，并且具有生产效率高，沉积速度快，沉积温度低，操作简单，成本低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤一、将Zr合金核燃料包壳元件进行表面改性；所述表面改性的方法为辅助阳极刻蚀、电弧源高压轰击、物理气相沉积、喷涂、金属离子注入、化学沉积和电化学沉积中的一种或两种；/n步骤二、将步骤一中经表面改性后的Zr合金核燃料包壳元件进行电化学沉积Cr涂层处理，得到具有Cr涂层的Zr合金核燃料包壳元件，所述Cr涂层的厚度大于10μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将Zr合金核燃料包壳元件进行表面改性；所述表面改性的方法为辅助阳极刻蚀、电弧源高压轰击、物理气相沉积、喷涂、金属离子注入、化学沉积和电化学沉积中的一种或两种；
步骤二、将步骤一中经表面改性后的Zr合金核燃料包壳元件进行电化学沉积Cr涂层处理，得到具有Cr涂层的Zr合金核燃料包壳元件，所述Cr涂层的厚度大于10μm。


2.根据权利要求1所述的一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述辅助阳极刻蚀的过程为：在氩气气氛下，将辅助阳极激发的高能离子流对施加有-600V～-1200V偏压的Zr合金核燃料包壳元件的表面进行轰击处理，在Zr合金核燃料包壳元件的表面形成改性层。


3.根据权利要求1所述的一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述电弧源高压轰击的过程为：将电弧源喷射的等离子体对施加有-500V～-1100V的偏压的Zr合金核燃料包壳元件的表面进行溅射和沉积处理，在Zr合金核燃料包壳元件的表面形成改性层。


4.根据权利要求1所述的一种电化学制备核燃料包壳元件事故容错Cr涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述物理气相沉积的过程为：采用真空蒸镀、多弧离子镀或磁控溅射对Zr合金核燃料包壳元件的表面进行沉积处理；所述真空蒸镀的过程为：将金属丝蒸发为气相的原子团后对施加有0V～-200V偏压的Zr合金核燃料包壳元件的表面进行沉积处理，在Zr合金核燃料包壳元件的表面形成改性层；所述多弧离子镀的过程为：采用阴极电弧源将金属靶材激发为等离...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小刚，邱龙时，潘晓龙，张于胜，
申请(专利权)人：西安稀有金属材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61