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公开(公告)号：CN113430488B
公开(公告)日：2022-10-04
申请号：CN202110707330.4
申请日：2021-06-24
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种核反应堆燃料包壳纳米复合涂层及其制备方法，涉及纳米复合涂层技术领域。所述纳米复合涂层包括在核燃料包壳表面依次叠层设置的金属层、第一过渡层、第二过渡层及功能层；所述金属层的成分为Cr；所述第一过渡层的成分为CrN；所述第二过渡层的成分为CrCN；所述功能层的成分为CrTiSiCN。本发明提供的涂层具有良好结合力，通过降低涂层中N元素含量，引入C元素，一方面提高燃料包壳的中子经济性，另一方面获得高表面硬度和低摩擦系数的C单质相，并达到强减摩耐磨及高导热效果。
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公开(公告)号：CN111172503A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201911362829.5
申请日：2019-12-26
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种锆合金包壳表面多层复合涂层及其制备方法，该方法采用多弧离子镀技术，以锆合金材料为基体，以高纯氮气作为反应气体，高纯氩气作为保护气体，调节真空腔真空度、弧电流、温度、沉积时间以及气体流量等参数，在锆合金材料表面沉积以Cr为过渡层，以CrTiSiN为工作涂层，以Cr为保护涂层的三层复合结构涂层。该涂层均匀致密，与锆合金基体结合力强，且具有优良的抗高温蒸汽腐蚀性能，能够在反应堆事故工况下有效保护锆合金包壳管不被剧烈氧化，保证包壳的完整性，抑制氢气产生，防止氢爆发生。且该涂层具有极高的硬度，能有效提高锆合金的耐摩擦性能，防止包壳管因微动磨损而失效，提高了反应堆的安全性以及事故容错能力。
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公开(公告)号：CN111172503B
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN201911362829.5
申请日：2019-12-26
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种锆合金包壳表面多层复合涂层及其制备方法，该方法采用多弧离子镀技术，以锆合金材料为基体，以高纯氮气作为反应气体，高纯氩气作为保护气体，调节真空腔真空度、弧电流、温度、沉积时间以及气体流量等参数，在锆合金材料表面沉积以Cr为过渡层，以CrTiSiN为工作涂层，以Cr为保护涂层的三层复合结构涂层。该涂层均匀致密，与锆合金基体结合力强，且具有优良的抗高温蒸汽腐蚀性能，能够在反应堆事故工况下有效保护锆合金包壳管不被剧烈氧化，保证包壳的完整性，抑制氢气产生，防止氢爆发生。且该涂层具有极高的硬度，能有效提高锆合金的耐摩擦性能，防止包壳管因微动磨损而失效，提高了反应堆的安全性以及事故容错能力。
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公开(公告)号：CN109504901A
公开(公告)日：2019-03-22
申请号：CN201811511321.2
申请日：2018-12-11
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明提出了一种快堆燃料包壳用的低活化马氏体钢及其热处理方法，低活化马氏体钢的原料中各合金元素质量占总质量的百分比为：0.18％≤C≤0.25％，10％≤Cr≤14％，0.5％≤W≤0.7％，0.9％≤Mo≤1.1％，0.2％≤V≤0.35％，0.4％≤Mn≤0.5％，0.3％≤Si≤0.8％，0.5％≤Ni≤0.7％，0.02％≤N≤0.08％，O＜0.005％，P＜0.005％，S＜0.005％，余量为基体Fe；提高Si含量是为了起到固溶强化的作用，并提高其抗氧化腐蚀的能力而不损害其韧性，引入N是为了在后续热处理中形成细小弥散的MX相(碳氮化物)；所述低活化马氏体钢的热处理方法为：淬火1050±10℃，根据厚度的不同保温50-90min后出炉空冷至室温，随后加热至720±10℃，根据厚度的不同保温60-120min后出炉空冷至室温；该低活化马氏体钢经过上述热处理后具有优良的机械性能、抗腐蚀性能和抗辐照性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113430488A
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202110707330.4
申请日：2021-06-24
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种核反应堆燃料包壳纳米复合涂层及其制备方法，涉及纳米复合涂层技术领域。所述纳米复合涂层包括在核燃料包壳表面依次叠层设置的金属层、第一过渡层、第二过渡层及功能层；所述金属层的成分为Cr；所述第一过渡层的成分为CrN；所述第二过渡层的成分为CrCN；所述功能层的成分为CrTiSiCN。本发明提供的涂层具有良好结合力，通过降低涂层中N元素含量，引入C元素，一方面提高燃料包壳的中子经济性，另一方面获得高表面硬度和低摩擦系数的C单质相，并达到强减摩耐磨及高导热效果。
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公开(公告)号：CN111826648B
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN202010688798.9
申请日：2020-07-16
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种事故容错核燃料包壳双层涂层结构及其制备方法，扩散阻挡层底层+抗高温氧化顶层的双层结构复合涂层结构设计能够兼具抗高温氧化腐蚀与界面结合牢固的综合特性；所述扩散阻挡层材料的组成元素包括Ta，Ti，W，V和Cr；所述扩散阻挡层各元素的质量百分比为：70％≤Ta+Ti+W≤100％,V+Cr≤30.0％，所述抗氧化层材料为FeCrAl、Ti2AlC、TiN、ZrC或者SiC中的一种，扩散阻挡层的厚度占整个涂层厚度的比例为5％～40％，抗高温氧化层的厚度占整个涂层厚度的比例为60％～95％，双层涂层结构的总厚度为5μm～500μm，且涂层结构的总厚度不超过锆合金基体厚度的25％。
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公开(公告)号：CN109706414B
公开(公告)日：2020-03-31
申请号：CN201811617585.6
申请日：2018-12-28
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种提高锆合金抗腐蚀性能及表面硬度的方法，将锆合金材料表面清洗处理好之后夹装，并完全浸入装有纯净水的水槽中，水槽带有石英视窗并正对激光器出光口；启动脉冲激光器，加载电压，对样品表面进行冲击强化处理；激光表面处理的具体参数范围：激光能量50‑600mJ，波长532nm，重复频率10Hz，脉冲宽度8nm，扫描速度0.1‑5mm/s，光斑直径0.5‑4mm；完成后取出经激光强化处理的样品；本发明方法在锆合金表面生成致密氧化层，并获得超细晶组织改性层，经激光处理之后，基体中存在较大的残余应力；生成的氧化膜可有效阻止氧离子的扩散，残余应力可以稳定氧化层中的四方相氧化锆，提高锆合金的抗腐蚀性能，超细晶组织改性层可以提高锆合金的表面硬度，从而使锆合金具有更优异的综合性能。
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公开(公告)号：CN109706414A
公开(公告)日：2019-05-03
申请号：CN201811617585.6
申请日：2018-12-28
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种提高锆合金抗腐蚀性能及表面硬度的方法，将锆合金材料表面清洗处理好之后夹装，并完全浸入装有纯净水的水槽中，水槽带有石英视窗并正对激光器出光口；启动脉冲激光器，加载电压，对样品表面进行冲击强化处理；激光表面处理的具体参数范围：激光能量50-600mJ，波长532nm，重复频率10Hz，脉冲宽度8nm，扫描速度0.1-5mm/s，光斑直径0.5-4mm；完成后取出经激光强化处理的样品；本发明方法在锆合金表面生成致密氧化层，并获得超细晶组织改性层，经激光处理之后，基体中存在较大的残余应力；生成的氧化膜可有效阻止氧离子的扩散，残余应力可以稳定氧化层中的四方相氧化锆，提高锆合金的抗腐蚀性能，超细晶组织改性层可以提高锆合金的表面硬度，从而使锆合金具有更优异的综合性能。
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公开(公告)号：CN111826648A
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN202010688798.9
申请日：2020-07-16
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种事故容错核燃料包壳双层涂层结构及其制备方法，扩散阻挡层底层+抗高温氧化顶层的双层结构复合涂层结构设计能够兼具抗高温氧化腐蚀与界面结合牢固的综合特性；所述扩散阻挡层材料的组成元素包括Ta，Ti，W，V和Cr；所述扩散阻挡层各元素的质量百分比为：70％≤Ta+Ti+W≤100％,V+Cr≤30.0％，所述抗氧化层材料为FeCrAl、Ti2AlC、TiN、ZrC或者SiC中的一种，扩散阻挡层的厚度占整个涂层厚度的比例为5％～40％，抗高温氧化层的厚度占整个涂层厚度的比例为60％～95％，双层涂层结构的总厚度为5μm～500μm，且涂层结构的总厚度不超过锆合金基体厚度的25％。
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