Bikakestrukturer i lokaliserade regioner i toppen av magnetitskiktet på ett martensitiskt stål efter korrosion i LBE. Kredit:Luo Lin
En forskargrupp ledd av Jiang Zhizhong från Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) har hittat en bikakestruktur i lokaliserade regioner på toppen av magnetitskiktet på martensitiskt stål och analyserat dess bildningsanledning och bearbeta.
Små kärnreaktorer, särskilt blykylda snabba reaktorer med bly-vismut eutektisk legering (LBE) som huvudkylvätska, har goda användningsmöjligheter inom marin kraft, regional kraftförsörjning, avsaltning av havsvatten och andra områden. Emellertid kan homogen oxidationskorrosion eller upplösningskorrosion förekomma i stålmaterial, och LBE-infiltration och gropkorrosion kan även förekomma i lokala områden, på grund av den höga lösligheten av ferrum, krom och nickel i LBE vid hög temperatur. Gropkorrosion är en av de mest destruktiva korrosionsformerna, som allvarligt kommer att påverka den långsiktiga säkra driften av små blykylda snabba reaktorer.
"Bikakestrukturen består av många syrefattiga porer och omgivande nätliknande grenar", säger Luo Lin, medlem av forskargruppen. "Låg syrekoncentration främjar bildandet av bikakestrukturer på kortare tid och på fler områden."
Dessutom ökade porstorleken och den syrefattiga arean med korrosionstiden. Vid 2 000 timmar sträckte sig den syrefattiga zonen till magnetitskiktet och spinellskiktet under porerna, vilket resulterade i fler syrevakanser i ovanstående skikt.
(a). Tvärsnittsmorfologi av stål exponerat för LBE innehållande 10-7 viktprocent syre under 2 000 timmar; (b)-(f). Energy Dispersive Spectroscop kartskanningsresultat för området som anges av den blå rutan i (a). Kredit:Luo Lin
"Bikakestrukturen kan bli en kärnbildningspunkt för gropkorrosion och främja utvecklingen av gropkorrosion", sa Luo.
Denna studie visar att närvaron av bikakestruktur innebär att den låga koncentrationen av löst syre i LBE är låg, vilket kräver optimal design av syrgaskontrollsystemet.
Forskningen publicerades i Corrosion Science . + Utforska vidare
