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碳-碳复合材料莫来石晶须增韧莫来石抗氧化涂层的制备与性能研究碳/碳复合材料莫来石晶须增韧莫来石抗氧化涂层的制备与性能研究引言碳/碳复合材料（C/C）是一种具有优异性能的结构材料，在航空、航天等领域有重要的应用价值。
然而，C/C材料的缺点之一是其低韧性和易氧化的特性。
为了解决这一问题，研究人员开始探索使用莫来石晶须作为增韧剂，并开发了一种莫来石晶须增韧C/C材料抗氧化涂层的制备方法。
制备方法1. 莫来石晶须的制备：将莫来石粉末与适量的碳源混合，并在高温下进行反应，使其发生碳化反应生成莫来石晶须。
2. 制备C/C材料：将制备好的莫来石晶须与碳纤维布层叠压制成坯体，然后在高温石墨化处理过程中使其形成成型的C/C材料。
3. 制备莫来石晶须增韧C/C材料抗氧化涂层：在C/C材料表面涂覆一层莫来石晶须和陶瓷颗粒的混合浆料，并经过热处理使其形成致密的抗氧化涂层。
性能研究1. 结构表征：使用扫描电子显微镜（SEM）观察莫来石晶须在C/C材料中的分布情况以及抗氧化涂层的致密性和结构。
2. 力学性能测试：使用万能材料试验机对莫来石晶须增韧C/C材料进行拉伸强度和断裂韧性等力学性能测试。
3. 抗氧化性能测试：将莫来石晶须增韧C/C材料暴露在高温高压的氧气环境中，观察抗氧化涂层的氧化速率和抗氧化性能。
结果与讨论1. 结构表征结果显示，莫来石晶须均匀分布在C/C材料中，并且抗氧化涂层具有致密的结构，能够有效阻挡氧气的渗透。
2. 力学性能测试结果表明，莫来石晶须增韧C/C材料的拉伸强度和断裂韧性分别提高了X%和Y%（根据实际实验结果填写具体数值），说明莫来石晶须能够有效增加C/C材料的韧性。
3. 抗氧化性能测试结果显示，莫来石晶须增韧C/C材料的抗氧化能力明显提高，氧化速率降低了Z%（根据实际实验结果填写具体数值），说明莫来石晶须增韧C/C材料抗氧化涂层的制备方法是有效的。
结论本研究成功制备了一种莫来石晶须增韧C/C材料抗氧化涂层，并对其性能进行了详细研究。
新型碳化铬涂层通常指的是采用先进技术或材料改进传统碳化铬涂层，以提高其性能，如硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性等。
这些涂层通常应用于工业领域，如航空航天、汽车制造、石油化工和金属加工等，用于提高材料的耐用性和性能。
制备新型碳化铬涂层的方法可能包括以下几种：
1. 物理气相沉积（PVD）：通过物理方法，如蒸发或溅射，将碳化铬材料沉积在基底材料上形成涂层。
PVD方法可以产生高质量的涂层，具有良好的附着力和均匀性。
2. 化学气相沉积（CVD）：在高温下，通过化学反应将碳和铬的化合物转化为碳化铬沉积在基底上。
CVD方法可以精确控制涂层成分和结构。
3. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶过程制备碳化铬前驱体，随后通过热处理转化为碳化铬涂层。
这种方法可以实现复杂形状的涂层。
4. 激光熔覆：使用高能量激光束将碳化铬粉末熔化并沉积在基底材料上，形成涂层。
这种方法可以实现快速制备和局部涂层。
5. 热喷涂：将碳化铬粉末加热至熔点，然后喷涂到基底材料上，形成涂层。
这种方法适用于大型部件的涂层。
6. 电化学沉积：通过电化学反应在基底材料表面沉积碳化铬，这种方法适用于复杂形状的基底。
新型碳化铬涂层的具体制备方法取决于所需涂层性能、基底材料、成本和生产规模等因素。
研究人员和技术人员会根据特定应用需求选择最合适的制备方法。
随着材料科学和表面工程技术的进步，新型碳化铬涂层的制备方法和技术也在不断发展和改进。
表面技术第52卷第12期研究综述Cr涂层锆合金事故容错燃料包壳材料研究进展严俊，廖业宏，彭振驯，王占伟，李思功，马海滨，薛佳祥，任啟森（中广核研究院有限公司 核燃料与材料研究所，广东 深圳 518000）摘要：自2011年日本福岛核事故后，事故容错燃料成为核电企业和相关科研机构的研究重点，旨在提升反应堆燃料系统的可靠性与安全性。
锆合金包壳表面涂层技术是事故容错燃料研发的短期目标之一，其中，Cr涂层锆合金包壳为当前的主要技术路线。
围绕涂层制备工艺、微观组织以及关键服役性能三方面，对Cr 涂层锆合金的相关研究进展进行了综述。
首先，对比介绍了锆合金表面金属Cr涂层制备工艺及其特点，涵盖了物理气相沉积、冷喷涂和3D激光熔覆等技术，同步介绍了国际核电巨头所采用的制备工艺及相关研发进展。
其次，简单阐述了Cr涂层微观组织特征，重点阐述了正常运行工况下Cr涂层锆合金高温高压水腐蚀性能、高温高压水微动磨蚀性能、高温力学行为和辐照行为，以及事故工况下该材料体系高温内压爆破行为、高温蒸气氧化-淬火行为等，并同步针对其微观辐照机制、高温氧化/腐蚀机制等进行了归纳和深入分析。
最后，对当前研究所存在的问题和未来发展方向进行了归纳分析。
关键词：事故容错燃料；Cr涂层锆合金；腐蚀；氧化；力学性能中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)12-0206-19DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.12.019Review on Cr-coated Zirconium Alloy Cladding for Accident Tolerant FuelYAN Jun, LIAO Ye-hong, PENG Zhen-xun, WANG Zhan-wei,LI Si-gong, MA Hai-bin, XUE Jia-xiang, REN Qi-sen(Institute of Nuclear Fuel and Materials, China Nuclear Power Technology Research Institute,Guangdong Shenzhen 518000, China)ABSTRACT: After the Fukushima nuclear accident in Japan in 2011, accident tolerant fuels (ATF) have become the research focus of nuclear power enterprises and related scientific research institutions, which aims to improve the reliability and safety of the nuclear reactors. The surface-modified Zr alloy cladding is a short-term goal for research and development of ATF and the Cr-coated Zr alloy cladding has become the current main technical route. Focusing on the preparation techniques, microstructural characteristics, and critical service performance, the related research of Cr-coated Zr alloy cladding was reviewed. Firstly, the various preparation techniques and characteristics of Cr coating on zirconium alloy surface were compared and introduced, including physical vapor deposition, cold spraying, and 3D laser and the preparation techniques and related research and development progress adopted by international nuclear power giants were introduced at the same time. Secondly, the microstructure of Cr coating was described and the corrosion performance, fretting and abrasion performance, high temperature收稿日期：2022-11-24；修订日期：2023-03-21Received：2022-11-24；Revised：2023-03-21基金项目：国家重点研发计划（2017YFB0702404）Fund：National Key Research and Development Program (2017YFB0702404)引文格式：严俊, 廖业宏, 彭振驯, 等. Cr涂层锆合金事故容错燃料包壳材料研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(12): 206-224.YAN Jun, LIAO Ye-hong, PENG Zhen-xun, et al. Review on Cr-coated Zirconium Alloy Cladding for Accident Tolerant Fuel[J]. Surface第52卷第12期严俊，等：Cr涂层锆合金事故容错燃料包壳材料研究进展·207·mechanical behavior and irradiation behavior of Cr-coated Zr alloy under normal operating conditions were emphatically expounded. Moreover, the internal pressure creep and burst behavior at high temperature, high-temperature steam oxidation and quenching behavior the Cr-coated Zr alloy cladding were elaborated. In addition, the mechanisms related with irradiation, oxidation, and corrosion were summarized and analyzed in depth. Finally, the existing problems and the future development directions for the current research were thoroughly summarized and prospected.KEY WORDS: ATF; Cr-coated Zr alloy; corrosion; oxidation; mechanical properties锆合金因具备热中子吸收截面小、耐高温水腐蚀性能优异、力学性能良好等特有的综合性能，被广泛用作反应堆核燃料包壳材料[1-10]。
Cr元素引入对TiAlN涂层性能影响的研究现状冯彬;彭如恕【摘要】总结了含Cr过渡层(CrN/Cr层)以及TiAlCrN涂层中Cr元素引入对TiAlN涂层相关性能的影响规律,为制备性能优异的(Ti,Al,Cr)N涂层提供参考.最后分析和展望了TiAlN基涂层的发展方向.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】3页(P36-38)【关键词】TiAlN涂层;Cr元素;TiAlCrN涂层;CrN/Cr过渡层【作者】冯彬;彭如恕【作者单位】南华大学机械工程学院,湖南衡阳421001;南华大学机械工程学院,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TE9510 引言涂层技术的产生及发展顺应了现代工业生产快速发展的步伐，使得各类工模具和耐磨损零部件对硬度、抗磨损性能、抗氧化性能等性能的要求得到满足。
氮化物涂层因具有良好的综合性能，应用颇广。
TiN涂层出现较早，在切削工具、摩擦（轴承和齿轮）、装饰和光学领域得到普遍应用[1-2]。
但随着对TiN涂层应用的不断加深，发现其在高温抗氧化性能等方面的表现，满足不了工业生产要求。
TiN涂层开始氧化是在温度超过450℃时，并生成TiO2，温度为600℃时，涂层表面开始出现局部氧化皮；到了800℃时，涂层大块剥落，裸露出基材，从而使涂层失效[3]。
具有NaCl型Ti1-xAlxN涂层因其优异的力学、热学和摩擦学性能被广泛应用于先进加工和其他高温应用中[4]。
由于引入Al元素，TiAlN涂层起始氧化温度达到750℃，这主要得益于TiAlN涂层表面形成的Al2O3保护膜，该保护膜致密、连续，能够阻碍氧原子向氧化膜/涂层界面进行扩散，从而阻止了涂层的进一步氧化[5]。
通过引入第四种合金元素Cr来优化TiAlN涂层，以满足高温下的零部件的性能要求，正引起人们的极大关注。
本文主要总结了含Cr过渡层（CrN/Cr层）以及TiAlCrN涂层中Cr元素对TiAlN涂层相关性能的影响规律，为制备性能优异的（Ti，Al，Cr）N涂层提供参考。
