stringtranslate.com

Циркониевые сплавы

Медаль отчеканена из циркония, металл, произведенный с 1947 года Металлургическим исследовательским центром Олбани для изготовления ядерного реактора подводной лодки «Наутилус».

Циркониевые сплавы представляют собой твердые растворы циркония или других металлов , общей подгруппы , имеющей торговую марку Zircaloy . Цирконий имеет очень низкое сечение поглощения тепловых нейтронов , высокую твердость, пластичность и коррозионную стойкость . Одно из основных применений циркониевых сплавов — в ядерной технологии , в качестве оболочек твэлов ядерных реакторов , особенно водяных . Типичный состав циркониевых сплавов ядерного качества составляет более 95 весовых процентов [1] циркония и менее 2% олова , ниобия , железа , хрома , никеля и других металлов, которые добавляются для улучшения механических свойств и коррозионной стойкости. [2]

Водяное охлаждение реакторных циркониевых сплавов повышает требования к их стойкости к окислительной узловой коррозии . Кроме того, в результате окислительной реакции циркония с водой выделяется газообразный водород , который частично диффундирует в сплав и образует гидриды циркония . [3] Гидриды менее плотны и механически слабее, чем сплав; их образование приводит к вздутию и растрескиванию оболочки – явление, известное как водородное охрупчивание . [4] [5]

Производство и недвижимость

Коммерческий цирконий неядерного качества обычно содержит 1–5% гафния , сечение поглощения нейтронов которого в 600 раз больше, чем у циркония. Поэтому гафний должен быть почти полностью удален (уменьшен до <0,02% сплава) для применения в реакторах. [2] [6]

Сплавы циркония ядерного качества содержат более 95% Zr, поэтому большинство их свойств аналогичны свойствам чистого циркония . Сечение поглощения тепловых нейтронов для циркония составляет 0,18 барн , что значительно ниже, чем у таких распространенных металлов, как железо (2,4 барн) и никель (4,5 барн). [6] Ниже кратко изложены состав и основные области применения обычных сплавов реакторного качества. Эти сплавы содержат менее 0,3% железа и хрома и 0,1–0,14% кислорода. [7]

* ZIRLO означает цирконий низкого окисления .​

Микроструктура

Сканирующая электронная микрофотография, показывающая микроструктуру Циркалоя-4.

При температурах ниже 1100 К сплавы циркония относятся к семейству гексагональных кристаллов (ГКП). Его микроструктура, обнаруженная в результате химического воздействия, демонстрирует игольчатые зерна, типичные для видманштеттенского узора . При отжиге ниже температуры фазового перехода (α-Zr в β-Zr) зерна становятся равноосными с размерами от 3 до 5 мкм. [8] [9]

Разработка

Циркалой 1 был разработан после того, как адмирал Х.Г. Риковер выбрал цирконий в качестве конструкционного материала для компонентов реактора с высокопоточной зоной и оболочки трубных пучков топливных таблеток в прототипах подводных реакторов в конце 1940-х годов. Выбор обусловлен сочетанием прочности, низкого нейтронного сечения и коррозионной стойкости. [10] Циркалой-2 был случайно разработан путем плавления Циркалой-1 в тигле, ранее использовавшемся для обработки нержавеющей стали. [10] Новые сплавы не содержат никеля, в том числе Циркалой-4, ЗИРЛО и М5 (с 1% ниобия ). [11]

Окисление циркониевого сплава

Сплавы циркония легко реагируют с кислородом , образуя пассивирующий слой нанометровой толщины . [12] Коррозионная стойкость сплавов может значительно ухудшиться при наличии некоторых примесей (например, более 40 частей на миллион углерода или более 300 частей на миллион азота ). [13] Коррозионная стойкость циркониевых сплавов повышается за счет преднамеренной разработки более толстого пассивационного слоя из черного блестящего оксида циркония . Также можно использовать нитридные покрытия.

Хотя нет единого мнения о том, имеют ли цирконий и циркониевый сплав одинаковую скорость окисления, циркалои 2 и 4 ведут себя в этом отношении очень похоже. Окисление происходит с одинаковой скоростью на воздухе и в воде и протекает в условиях окружающей среды или в высоком вакууме. На поверхности быстро образуется субмикронный тонкий слой диоксида циркония, который останавливает дальнейшую диффузию кислорода в объем и последующее окисление. Зависимость скорости окисления R от температуры и давления можно выразить как [14]

R = 13,9·P 1/6 ·exp(−1,47/k B T)

Скорость окисления R здесь выражена в грамм/(см 2 ·секунда); P — давление в атмосфере , то есть коэффициент P 1/6 = 1 при атмосферном давлении; энергия активации 1,47 эВ ; k B — постоянная Больцмана (8,617 × 10−5 эВ/К), а T — абсолютная температура в кельвинах .

Таким образом, скорость окисления R составляет 10–20 г на 1 м 2 площади в секунду при 0 °С, 6 × 10-8 гм -2 с -1 при 300 °С, 5,4 мг м -2 с -1 при 700 °С и 300 мг м -2 с -1 при 1000 °С. Хотя четкого порога окисления нет, оно становится заметным на макроскопическом уровне при температуре в несколько сотен °С.

Окисление циркония паром

Одним из недостатков металлического циркония является его опасность в случае аварии с потерей теплоносителя в ядерном реакторе. Циркониевая плакировка быстро реагирует с водяным паром при температуре выше 1500 К (1230 °C). [15] [16] Окисление циркония водой сопровождается выделением газообразного водорода. Это окисление ускоряется при высоких температурах, например, внутри активной зоны реактора, если топливные сборки больше не полностью покрыты жидкой водой и недостаточно охлаждены. [17] Затем металлический цирконий окисляется протонами воды с образованием газообразного водорода в соответствии со следующей окислительно-восстановительной реакцией:

Zr + 2 H 2 O → ZrO 2 + 2 H 2

Циркониевая оболочка в присутствии оксида дейтерия D 2 O , часто используемого в качестве замедлителя и теплоносителя в тяжеловодных реакторах под давлением следующего поколения , которые используются в ядерных реакторах, разработанных CANDU, будет проявлять такое же окисление при воздействии пара оксида дейтерия следующим образом:

Zr + 2 D 2 O → ZrO 2 + 2 D 2

Эта экзотермическая реакция, хотя и происходит только при высокой температуре, аналогична реакции щелочных металлов (таких как натрий или калий ) с водой. Это также очень похоже на анаэробное окисление железа водой (реакция, которую Антуан Лавуазье использовал при высокой температуре для получения водорода в своих экспериментах).

Эта реакция стала причиной небольшой аварии со взрывом водорода, впервые наблюдавшейся в реакторном здании атомной электростанции Три-Майл-Айленд в 1979 году, которая не повредила здание защитной оболочки. Такая же реакция произошла в реакторах с кипящей водой 1, 2 и 3 АЭС Фукусима-дайити (Япония) после того, как охлаждение реактора было прервано связанными с этим землетрясением и цунами во время катастрофы 11 марта 2011 года, приведшей к ядерной катастрофе на Фукусима-дайити. . Газообразный водород был выпущен в помещения технического обслуживания реактора, и образовавшаяся взрывоопасная смесь водорода с кислородом воздуха взорвалась. Взрывы серьезно повредили внешние постройки и как минимум одно здание защитной оболочки. [18] Реакция также произошла во время Чернобыльской аварии , когда пар из реактора начал выходить. [19] Во многих зданиях защитной оболочки реакторов с водяным охлаждением установлены пассивные автокаталитические рекомбинаторы на основе катализаторов , предназначенные для быстрого преобразования водорода и кислорода в воду при комнатной температуре до того, как будет достигнут предел взрываемости.

Образование гидридов и водородное охрупчивание.

Кредиты: MA Tunes
Микрофотография гидрида циркония в микроструктуре циркалоя-4, проведенная в просвечивающей электронной микроскопии в светлом поле (BF-TEM).

В описанном выше сценарии окисления 5–20% выделившегося водорода диффундирует в оболочку циркониевого сплава, образуя гидриды циркония . [20] Процесс производства водорода также механически ослабляет оболочку стержней, поскольку гидриды имеют более низкую пластичность и плотность, чем цирконий или его сплавы, и, таким образом, при накоплении водорода образуются пузыри и трещины . [4] Этот процесс также известен как водородное охрупчивание . Сообщалось, что концентрация водорода в гидридах также зависит от места зарождения осадков. [21] [22]

В случае аварии с потерей теплоносителя ( LOCA ) в поврежденном ядерном реакторе водородное охрупчивание ускоряет разрушение оболочки из циркониевого сплава топливных стержней, подвергающихся воздействию высокотемпературного пара. [23]

Деформация

Циркониевые сплавы используются в атомной промышленности в качестве оболочек твэлов из-за высокой прочности циркония и низкого сечения поглощения нейтронов. Он может подвергаться нагружению с высокой скоростью деформации во время формовки и в случае аварии на реакторе . В этом контексте взаимосвязь между механическими свойствами, зависящими от скорости деформации, кристаллографической текстурой и режимами деформации, такими как скольжение и деформационное двойникование . [24]

Соскальзывать

Системы скольжения в циркониевых сплавах. 𝒃 и 𝒏 — направление и плоскость скольжения соответственно [25] [26] и 𝝎 — ось вращения, рассчитанная в настоящей работе, ортогональная как нормали к плоскости скольжения, так и направлению скольжения. Направление кристаллов векторов осей вращения указано на цветовой клавише IPF. [27] [28]

Цирконий имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую структуру (HCP) при комнатной температуре, где 〈𝑎〉призматическое скольжение имеет самое низкое критическое разрешенное напряжение сдвига . Скольжение 〈𝑎〉ортогонально оси элементарной ячейки〈𝑐〉 и, следовательно, не может компенсировать деформацию вдоль 〈𝑐〉. [29] Чтобы создать пять независимых мод скольжения и обеспечить произвольную деформацию в поликристалле, важную роль в Zr играют вторичные системы деформации, такие как двойникование вдоль пирамидальных плоскостей и 〈𝑐 + 𝑎〉скольжение по пирамидальным плоскостям 1-го или 2-го порядка. поликристаллическая деформация. Следовательно, относительная активность мод деформационного скольжения и двойникования в зависимости от текстуры и скорости деформации имеет решающее значение для понимания поведения деформации. Анизотропная деформация во время обработки влияет на текстуру конечной Zr-детали; понимание относительного преобладания деформационного двойникования и скольжения важно для контроля текстуры при обработке и прогнозирования вероятных режимов отказа в процессе эксплуатации.

Известные системы деформации в Zr показаны на рисунке 1. Предпочтительной системой скольжения при комнатной температуре с наименьшим критическим разрешенным напряжением сдвига (CRSS) в разбавленных сплавах Zr является 〈𝑎〉 призматическое скольжение. [30] CRSS 〈𝑎〉призматического скольжения увеличивается с увеличением межузельного содержания, особенно кислорода, углерода и азота, и уменьшается с увеличением температуры. [31]〈𝑎〉базальное скольжение в монокристалле Zr высокой чистоты, деформированном с низкой скоростью деформации 10 -4 с -1, наблюдалось только при температурах выше 550 °C. [32] Видно, что при комнатной температуре базальное скольжение происходит в небольших количествах как вторичная система скольжения по отношению к 〈𝑎〉 призматическому скольжению и усиливается во время нагрузки с высокой скоростью деформации. [33] [34] Исследования деформации Zr при комнатной температуре, 〈𝑎〉, базальное скольжение иногда игнорируют [35] [25] , и было показано, что оно не влияет на макроскопическую реакцию напряжения-деформации при комнатной температуре. [36] Однако испытания микрокантилевера монокристалла при комнатной температуре в Zr коммерческой чистоты показывают, что 〈𝑎〉 базальное скольжение имеет только в 1,3 раза более высокий CRSS, чем 〈𝑎〉 призматическое скольжение, что предполагает значительную активацию деформации поликристалла при благоприятном напряженном состоянии. Пирамидальное скольжение 〈𝑐 + 𝑎〉 1-го порядка имеет CRSS в 3,5 раза выше, чем призматическое скольжение 〈𝑎〉. [30] Скольжение по пирамидальным плоскостям 2 -го порядка редко наблюдается в сплавах Zr, но 〈𝑐 + 𝑎〉 пирамидальное скольжение 1- го порядка наблюдается обычно. [30] [37] [38] [39] Йенсен и Бакофен [40] наблюдали полосы локализованного сдвига с дислокациями 〈𝑐 + 𝑎〉 на плоскостях {112̅ 4} во время осевого нагружения 〈𝑐〉, что приводило к пластическому разрушению при комнатной температуре. , но это не плоскость скольжения, поскольку векторы 〈𝑐 + 𝑎〉 не лежат в плоскостях {112̅ 4}.

Деформационное двойникование

Кристаллографические плоскости деформационного двойникования

Деформационное двойникование приводит к скоординированному сдвиговому преобразованию в кристаллическом материале. Типы двойников можно классифицировать как близнецы сжатия (C1, C2) или растяжения (T1, T2), которые приспосабливаются к напряжению либо для сокращения, либо для расширения оси <𝑐> гексагональной плотноупакованной элементарной ячейки (HCP). Двойникование кристаллографически определяется его двойниковой плоскостью 𝑲 𝟏 , зеркальной плоскостью в двойниковом и исходном материале, и 𝜼 𝟏, которая является направлением сдвига двойникования. Двойники деформации в Zr обычно имеют линзовидную форму, удлиняются в направлении 𝜼 𝟏 и утолщаются вдоль нормали плоскости 𝑲 𝟏 . [41]

Плоскость-двойник, направление сдвига и плоскость сдвига образуют базисные векторы ортогонального набора. Отношения разориентации оси и угла между родительским объектом и близнецом представляют собой поворот угла 𝜉 вокруг нормального направления плоскости сдвига 𝑷.

В более общем смысле двойникование можно описать как поворот на 180 ° вокруг оси (нормальное направление 𝜼 𝟏 или 𝑲 𝟏 ) или зеркальное отражение в плоскости ( нормальная плоскость 𝑲 𝟏 или 𝜼 𝟏 ). Преобладающим типом двойника в цирконии является 𝑲 𝟏 = {101̅2} 𝜼 𝟏 = <101̅1> (T1) двойникование, и для этого двойника {101̅2}<101̅1> нет различия между четырьмя превращениями, поскольку они эквивалентны. [41]

Из-за симметрии кристаллической структуры HCP для каждого типа существует шесть кристаллографически эквивалентных вариантов двойников. Разные варианты-двойники одного и того же типа в зерне не могут быть различены по их осе-уголовой дезориентации относительно родителя, которая одинакова для всех вариантов типа-двойника. Однако их можно отличить по абсолютной ориентации относительно оси нагружения, а в некоторых случаях (в зависимости от плоскости сечения) по следу границы двойника.

Тип первичного двойника, образующегося в любом образце, зависит от состояния и скорости деформации, температуры и ориентации кристалла. В макроскопических образцах на это обычно сильно влияют кристаллографическая текстура, размер зерна и конкурирующие режимы деформации (т. е. скольжение дислокаций), объединенные с осью и направлением нагрузки. Тип двойника Т1 доминирует при комнатной температуре и квазистатических скоростях деформации. [35] Типы двойников, присутствующие при температуре жидкого азота: {112̅2}〈112̅3̅〉 (двойникование C1) и {101̅2}〈101̅1〉 (двойникование T1). Вторичные двойники другого типа могут образовываться внутри первичных двойников при переориентации кристалла относительно оси нагружения. [35] Сжимающая двойниковая система C2 {101̅1}〈1̅012〉 активна только при высоких температурах, [42] [43] и активируется вместо базального скольжения во время деформации при 550 °C. [32]

Влияние условий нагружения на режимы деформирования

Кашнер и Грей [44] отмечают, что предел текучести увеличивается с увеличением скорости деформации в диапазоне 0,001 с -1 и 3500 с -1 , а чувствительность к скорости деформации в пределе текучести выше при одноосном сжатии по компонентам текстуры с преимущественно призматическими плоскости, чем базисные плоскости. Они пришли к выводу, что скоростная чувствительность напряжения течения согласуется с силами Пайерлса, тормозящими движение дислокаций в металлах с низкой симметрией во время деформации с преобладанием скольжения. Это справедливо на ранних стадиях деформации при комнатной температуре, в которой в Zr обычно преобладает скольжение. [45]

Образцы, сжатые по компонентам текстуры с преобладанием призматических плоскостей, поддаются более низким напряжениям , чем компоненты текстуры с преобладанием базальных плоскостей, [44] что согласуется с более высоким критическим разрешенным напряжением сдвига для <𝑐 + 𝑎> пирамидального скольжения по сравнению с <𝑎> призматическим скольжением. В исследовании просвечивающей электронной микроскопией циркония, деформированного при комнатной температуре, McCabe et al. [35] наблюдали только <𝑎> дислокации в образцах с призматической текстурой, которые считались лежащими в призматических плоскостях. Как <𝑎> (призматическое), так и <112̅3̅> <𝑐 + 𝑎> ({101̅1} пирамидальное) скольжение наблюдалось в образцах с базальной текстурой при комнатной температуре, но только <𝑎> дислокации наблюдались в том же образце при температуре жидкого азота. .

При квазистатических скоростях деформации McCabe et al. В работе [35] двойникование Т1 наблюдалось только в образцах, сжатых в направлении пластины с призматической составляющей текстуры вдоль оси нагружения. Они не наблюдали двойникования Т1 в образцах, сжатых по базальным текстурам до деформации 25%. Кашнер и Грей отмечают, что деформация при высоких скоростях деформации (3000 с -1 ) приводит к образованию большего количества двойников, чем при квазистатических скоростях деформации, но типы активированных двойников не были идентифицированы. [44]

Каполунго и др. В работе [46] изучена зависимость двойникования от ориентации зерен внутри образца. Они рассчитали глобальный фактор Шмида, используя макроскопическое направление приложенного напряжения. Они нашли разрешенное напряжение сдвига для любого зерна без учета локальных межзеренных взаимодействий, которые могут изменить напряженное состояние. Они обнаружили, что, хотя большинство двойников встречается в зернах, благоприятно ориентированных для двойникования согласно глобальному фактору Шмида, около 30% зерен, которые были неблагоприятно ориентированы для двойникования, все же содержали двойников. Аналогичным образом, присутствующие близнецы не всегда имели самый высокий вариант глобального фактора Шмида: только 60% близнецов имели самый высокий вариант фактора Шмида. Это можно объяснить сильной зависимостью от локальных напряженных условий в зернах или границах зерен, [47] которые трудно измерить экспериментально, особенно при высоких скоростях деформации. Кнежевич и др . [48] ​​подогнали экспериментальные данные по поликристаллическому Zr высокой чистоты к самосогласованной вязкопластической модели для изучения скоростной и температурной чувствительности систем скольжения и двойникования. Они обнаружили, что двойникование Т1 было доминирующей системой скольжения при комнатной температуре и скоростях деформации от 10 -3 до 10 3 с -1 . Базальное скольжение не способствовало деформации ниже 400°С. Было обнаружено, что двойникование нечувствительно к скорости, а чувствительность к скорости скольжения может объяснить изменения в поведении двойникования в зависимости от скорости деформации.

Двойникование Т1 происходит как при квазистатическом, так и при высокоскоростном нагружении. Т2-двойникование происходит только при высокой скорости загрузки. Аналогичные доли площади двойников Т1 и Т2 активируются при высокой скорости деформации, но двойник Т2 вызывает большую пластическую деформацию из-за более высокого сдвига двойникования. Двойники Т1 имеют тенденцию утолщаться с некогерентными граничными следами, а не удлиняться вдоль плоскости двойникования, а в некоторых случаях почти поглощают все родительское зерно. Несколько вариантов двойников Т1 могут зародиться в одном и том же зерне, а кончики двойников защемлены внутри зерен. С другой стороны, близнецы Т2 преимущественно удлиняются, а не утолщаются, и имеют тенденцию зарождаться в параллельных рядах одного и того же варианта, простирающихся от границы до границы. [24]

Для технически чистого циркония (CP-Zr) с содержанием 97,0% базальная, 〈𝑎〉 пирамидальная и 〈𝑐 + 𝑎〉 пирамидальная системы скольжения преобладают при сжатии при комнатной температуре вдоль нормального направления (ND) как при квазистатическом, так и при высокоскоростном нагружении. , чего не наблюдается в поликристаллическом и монокристаллическом Zr высокой чистоты. При деформации в поперечном направлении (TD) оси 〈𝑎〉 преобладают 〈𝑎〉 призматическая и 〈𝑎〉 пирамидальная системы скольжения. 〈𝑎〉 пирамидальные и базальные системы скольжения более распространены, чем сообщается в настоящее время в литературе, хотя это может быть связано с тем, что 〈традиционные маршруты анализа нелегко идентифицировать 〈𝑎〉 пирамидальное скольжение. Активизируются системы базального скольжения, а призматическое скольжение 〈𝑎〉 подавляется при высокой скорости деформации (HR) по сравнению с нагружением со скоростью квазистатической деформации (QS). Это не зависит от загрузки текстуры оси (ND/TD). [24]

Приложения

Эта русская рюмка изготовлена ​​из циркониевого сплава.

Сплавы циркония устойчивы к коррозии и биосовместимы , поэтому их можно использовать для изготовления имплантатов тела . [6] В одном конкретном случае из сплава Zr-2,5Nb формуют имплантат коленного или тазобедренного сустава, а затем окисляют для получения твердой керамической поверхности для использования в качестве опоры для полиэтиленового компонента. Этот материал из сплава окисленного циркония обеспечивает полезные поверхностные свойства керамики (снижение трения и повышенную стойкость к истиранию), сохраняя при этом полезные объемные свойства основного металла (технологичность, вязкость разрушения и пластичность), обеспечивая хорошее решение для этих медицинских имплантатов. Приложения.

Снижение спроса на цирконий в России из-за ядерной демилитаризации после окончания « холодной войны» привело к появлению экзотического производства предметов домашнего обихода из циркония, таких как рюмки для водки, показанные на картинке.

Рекомендации

  1. ^ Состав сплавов обычно измеряется по массе.
  2. ^ AB Мэри Иглсон (1994). Краткая энциклопедия по химии. Вальтер де Грюйтер. стр. 1199–. ISBN 978-3-11-011451-5. Проверено 18 марта 2011 г.
  3. ^ Карпентер, GJC; Уоттерс, Дж. Ф. (1978). «Исследование растворения γ-гидрида циркония в цирконии на месте». Журнал ядерных материалов . 73 (2): 190–197. Бибкод : 1978JNuM...73..190C. дои : 10.1016/0022-3115(78)90559-7.
  4. ^ ab Замедленное гидридное растрескивание в циркониевых сплавах в ядерных реакторах с трубчатыми трубками, Заключительный отчет скоординированного исследовательского проекта 1998–2002 гг., МАГАТЭ, октябрь 2004 г.
  5. ^ Изготовление ядерного топлива. Архивировано 26 июля 2011 г., в Wayback Machine . Изготовление топлива. Архивировано 26 июля 2011 г., в Wayback Machine. Всемирная ядерная ассоциация, март 2010 г.
  6. ^ abc Джордж С. Брэди; Генри Р. Клаузер; Джон А. Ваккари (24 июля 2002 г.). Справочник материалов (15-е изд.). МакГроу-Хилл Профессионал. стр. 1063–. ISBN 978-0-07-136076-0. Проверено 18 марта 2011 г.
  7. ^ Питер Радлинг; Альфред Штрассер; Фридрих Гарзаролли (2007). Сварка циркониевых сплавов (PDF) . Швеция: Международная организация по передовым ядерным технологиям. Архивировано из оригинала (PDF) 18 января 2012 г. Проверено 18 марта 2011 г.
  8. ^ Тюнз, Массачусетс; Харрисон, RW; Гривз, Г.; Хинкс, Дж. А.; Доннелли, SE (сентябрь 2017 г.). «Влияние имплантации He на микроструктуру циркалоя-4, изученное с помощью ПЭМ in situ» (PDF) . Журнал ядерных материалов . 493 . Эльзевир: 230–238. Бибкод : 2017JNuM..493..230T. doi :10.1016/j.jnucmat.2017.06.012. S2CID  102695615.
  9. ^ Пшеничников, Антон; Штукерт, Юрий; Уолтер, Марио (01 марта 2015 г.). «Микроструктура и механические свойства оболочки Циркалой-4, наводороженной при температурах, типичных для условий аварии с потерей теплоносителя (LOCA)». Ядерная инженерия и дизайн . СИ:НЕНЕ 2013. 283 : 33–39. doi : 10.1016/j.nucengdes.2014.06.022.
  10. ^ аб Риковер, Х.Г.; Гейгер, Л.Д.; Ластман, Б. (21 марта 1975 г.). История разработки циркониевых сплавов для использования в ядерных реакторах (Технический отчет). дои : 10.2172/4240391 . ОСТИ 4240391 . 
  11. ^ Гарнер, Г.Л.; Мардон, JP (9 мая 2011 г.). «Обновление характеристик наплавки из сплава M5». Международная организация ядерной инженерии . Проверено 16 июня 2021 г.
  12. ^ Атомно-зондовый анализ циркалоя (PDF)
  13. ^ Коррозия оболочки отработавшего топлива из циркалоя в хранилище Национального исследовательского совета, июль 1989 г.
  14. ^ Рион А. Кози, Дон Ф. Каугилл и Боб Х. Нильсон (2005) Обзор скорости окисления циркониевых сплавов, Департамент инженерных материалов и Департамент наномасштабной науки и технологий, Национальные лаборатории Сандии
  15. ^ Куан, П.; Хэнсон, диджей; Одар, Ф. (1991). Управление добавлением воды в деградировавшую активную зону . ОСТИ  5642843.
  16. ^ Хаскин, FE; Кэмп, Алабама (1994). Перспективы безопасности реактора (NUREG/CR-6042) (Курс по безопасности реактора R-800), 1-е издание. Белтсвилл, Мэриленд: Комиссия по ядерному регулированию США. п. 3.1–5 . Проверено 23 ноября 2010 г.
  17. ^ Люк Гиллон (1979). Le nucléaire en вопросом, Gembloux Duculot, французское издание, 240 стр.
  18. ^ Японские инженеры работают над сдерживанием повреждений ядерного реактора, Los Angeles Times, 14 марта 2011 г.
  19. ^ Чернобыльская авария, Приложение 1: Последовательность событий. Архивировано 14 января 2016 г. в Wayback Machine , Всемирная ядерная ассоциация, ноябрь 2009 г.
  20. ^ DOE-HDBK-1017/2-93, январь 1993 г., Справочник по основам Министерства энергетики, Материаловедение, Том 2 из 2, Министерство энергетики США, январь 2003 г., стр. 12, 24.
  21. ^ Мелодии, Матеус А.; Сильва, Чинтака М.; Эдмондсон, Филип Д. (январь 2019 г.). «Узлоспецифичные зависимости концентрации водорода в гидридах циркония». Скрипта Материалия . 158 : 136–140. дои : 10.1016/j.scriptamat.2018.08.044 . ISSN  1359-6462. ОСТИ  1481703. S2CID  139389338.
  22. ^ Мотта, Артур Т.; Каполунго, Лоран; Чен, Лун-Цин; Чинбиз, Махмут Недим; Дэймонд, Марк Р.; Косс, Дональд А.; Лакруа, Эврар; Пасторе, Джованни; Симон, Пьер-Клеман А.; Тонкс, Майкл Р.; Вирт, Брайан Д.; Зикри, Мохаммед А. (2019). «Водород в циркониевых сплавах: обзор». Журнал ядерных материалов . 518 : 440–460. Бибкод : 2019JNuM..518..440M. дои : 10.1016/j.jnucmat.2019.02.042 . ISSN  0022-3115.
  23. ^ Поведение ядерного топлива в условиях аварии с потерей теплоносителя (LOCA). Современный отчет. ОЭСР 2009, АЯЭ № 6846. https://www.oecd-nea.org/nsd/reports/2009/nea6846_LOCA.pdf.
  24. ^ abc Тонг, Вивиан; Велевский, Юан; Бриттон, Бен (2018). «Характеристика скольжения и двойникования в высокоскоростно деформированном цирконии с помощью дифракции обратного рассеяния электронов». arXiv : 1803.00236 [cond-mat.mtrl-sci]. В эту статью включен текст из этого источника, доступного по лицензии CC BY 4.0.
  25. ^ аб Томе, C (3 сентября 2001 г.). «Механический отклик циркония - I. Вывод конститутивного закона поликристалла и анализ методом конечных элементов». Акта Материалия . 49 (15): 3085–3096. Бибкод : 2001AcMat..49.3085T. дои : 10.1016/S1359-6454(01)00190-2.
  26. ^ Тенкхофф, Э. (2005). «Обзор механизмов деформации, текстуры и механической анизотропии в цирконии и сплавах на его основе». Журнал ASTM International . 2 (4): 12945. дои : 10.1520/JAI12945.
  27. ^ Диард, О.; Леклерк, С.; Русселье, Г.; Кайто, Г. (сентябрь 2002 г.). «Распределение нормальных напряжений на границах зерен в мультикристаллах: применение к моделированию межзеренных повреждений». Вычислительное материаловедение . 25 (1–2): 73–84. дои : 10.1016/S0927-0256(02)00251-3.
  28. ^ Ван, Л.; Чжэн, З.; Пхукан, Х.; Кенесей, П.; Парк, Ж.-С.; Линд, Дж.; Сутер, Р.М.; Билер, Т.Р. (июнь 2017 г.). «Прямое измерение критического разрешенного напряжения сдвига призматического и базального скольжения в поликристаллическом титане с использованием рентгеновской дифракционной микроскопии высоких энергий». Акта Материалия . 132 : 598–610. Бибкод : 2017AcMat.132..598W. дои : 10.1016/j.actamat.2017.05.015 . ОСТИ  1373591.
  29. ^ Дженсен, Дж.А.; Бакофен, Вашингтон (1 января 1972 г.). «Деформация и разрушение сплавов альфа-циркония». Канадский металлургический ежеквартальный журнал . 11 (1): 39–51. Бибкод : 1972CaMQ...11...39J. дои : 10.1179/cmq.1972.11.1.39. ISSN  0008-4433.
  30. ^ abc Гонг, Цзичэн; Бенджамин Бриттон, Т.; Каддихи, Митчелл А.; Данн, Фионн, PE; Уилкинсон, Ангус Дж. (сентябрь 2015 г.). «〈a〉 Призматическая, 〈a〉 базальная и 〈c+a〉 прочность на скольжение технически чистого Zr по результатам испытаний на микрокантилевере». Акта Материалия . 96 : 249–257. Бибкод : 2015AcMat..96..249G. doi :10.1016/j.actamat.2015.06.020. hdl : 10044/1/31552 .
  31. ^ Бриттон, ТБ; Данн, FPE; Уилкинсон, Эй Джей (июнь 2015 г.). «О механистических основах микромасштабной деформации в гексагональных плотноупакованных металлах». Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 471 (2178): 20140881. Бибкод : 2015RSPSA.47140881B. дои : 10.1098/rspa.2014.0881 . ISSN  1364-5021. S2CID  138085929.
  32. ^ Аб Ахтар, А. (январь 1973 г.). «Базальное скольжение в цирконии». Акта Металлургика . 21 (1): 1–11. дои : 10.1016/0001-6160(73)90213-7.
  33. ^ Диксон, Дж.И.; Крейг, Великобритания (сентябрь 1971 г.). «Базальное скольжение при комнатной температуре в цирконии». Журнал ядерных материалов . 40 (3): 346–348. Бибкод : 1971JNuM...40..346D. дои : 10.1016/0022-3115(71)90103-6.
  34. ^ Лонг, Ф.; Балог, Л.; Дэймонд, MR (2 ноября 2017 г.). «Эволюция плотности дислокаций в горячекатаном сплаве Zr–2,5Nb при пластической деформации, изученная методами нейтронографии и просвечивающей электронной микроскопии». Философский журнал . 97 (31): 2888–2914. Бибкод : 2017PMag...97.2888L. дои : 10.1080/14786435.2017.1356940. ISSN  1478-6435. S2CID  136620892.
  35. ^ abcde Маккейб, Р.Дж.; Серрета, ЕК; Мисра, А.; Кашнер, ГК; Томе, Китай (11 августа 2006 г.). «Влияние текстуры, температуры и деформации на формы деформации циркония». Философский журнал . 86 (23): 3595–3611. Бибкод : 2006PMag...86.3595M. дои : 10.1080/14786430600684500. ISSN  1478-6435. S2CID  137662799.
  36. ^ Кнежевич, Марко; Зечевич, Милован; Байерляйн, Ирен Дж.; Бингерт, Джон Ф.; Маккейб, Родни Дж. (апрель 2015 г.). «Влияние скорости деформации и температуры на выбор систем первичного и вторичного скольжения и двойникования в HCP Zr». Акта Материалия . 88 : 55–73. Бибкод : 2015AcMat..88...55K. дои : 10.1016/j.actamat.2015.01.037 .
  37. ^ Ахтар, А. (май 1973 г.). «Сжатие монокристаллов циркония параллельно». Журнал ядерных материалов . 47 (1): 79–86. дои : 10.1016/0022-3115(73)90189-X.
  38. ^ Кайлард, Дэниел; Раутенберг, Мартин; Феогас, Ксавье (апрель 2015 г.). «Дислокационные механизмы в циркониевом сплаве в высокотемпературном режиме: исследование ПЭМ in situ». Акта Материалия . 87 : 283–292. doi :10.1016/j.actamat.2015.01.016.
  39. ^ Кашнер, GC; Томе, Китай; Маккейб, Р.Дж.; Мисра, А.; Фогель, Южная Каролина; Браун, Д.В. (август 2007 г.). «Исследование дислокационно-двойникового взаимодействия в цирконии». Материаловедение и инженерия: А. 463 (1–2): 122–127. doi : 10.1016/j.msea.2006.09.115.
  40. ^ Дженсен, Дж.А.; Бакофен, Вашингтон (январь 1972 г.). «Деформация и разрушение сплавов альфа-циркония». Канадский металлургический ежеквартальный журнал . 11 (1): 39–51. Бибкод : 1972CaMQ...11...39J. дои : 10.1179/cmq.1972.11.1.39. ISSN  0008-4433.
  41. ^ аб Кристиан, JW; Махаджан, С. (1995). «Деформационное двойникование». Прогресс в материаловедении . 39 (1–2): 1–157. дои : 10.1016/0079-6425(94)00007-7.
  42. ^ Линга Мурти, К.; Чарит, Индраджит (май 2006 г.). «Развитие текстуры и анизотропная деформация циркалоев». Прогресс в атомной энергетике . 48 (4): 325–359. doi :10.1016/j.pnucene.2005.09.011.
  43. ^ Эрих Тенкофф, изд. (1 января 1988 г.). Механизмы деформации, текстура и анизотропия в цирконии и циркалое. Филадельфия, Пенсильвания: ASTM International. doi : 10.1520/stp966-eb. ISBN 978-0-8031-0958-2.
  44. ^ abc Кашнер, GC; Грей, GT (август 2000 г.). «Влияние кристаллографической текстуры и примесей внедрения на механическое поведение циркония». Металлургические и сырьевые операции А . 31 (8): 1997–2003. Бибкод : 2000ММТА...31.1997К. дои : 10.1007/s11661-000-0227-7. ISSN  1073-5623. S2CID  85548938.
  45. ^ Песня, СГ; Грей, GT (октябрь 1995 г.). «Влияние температуры и скорости деформации на скольжение и двойникование zr». Металлургические и сырьевые операции А . 26 (10): 2665–2675. Бибкод : 1995MMTA...26.2665S. дои : 10.1007/BF02669423. ISSN  1073-5623. S2CID  137638664.
  46. ^ Каполунго, Л.; Маршалл, ЧП; Маккейб, Р.Дж.; Байерлейн, Эй-Джей; Томе, Китай (декабрь 2009 г.). «Зарождение и рост близнецов в Zr: статистическое исследование». Акта Материалия . 57 (20): 6047–6056. Бибкод : 2009AcMat..57.6047C. doi :10.1016/j.actamat.2009.08.030.
  47. ^ Абдолванд, Хамидреза; Дэймонд, Марк Р. (март 2013 г.). «Многомасштабное моделирование и экспериментальное исследование зарождения и распространения двойников в гексагональных плотноупакованных материалах с использованием подхода конечных элементов кристаллической пластичности; часть II: Локальное поведение». Журнал механики и физики твердого тела . 61 (3): 803–818. Бибкод : 2013JMPSo..61..803A. дои : 10.1016/j.jmps.2012.10.017.
  48. ^ Кнежевич, Марко; Зечевич, Милован; Байерляйн, Ирен Дж.; Бингерт, Джон Ф.; Маккейб, Родни Дж. (апрель 2015 г.). «Влияние скорости деформации и температуры на выбор систем первичного и вторичного скольжения и двойникования в HCP Zr». Акта Материалия . 88 : 55–73. Бибкод : 2015AcMat..88...55K. дои : 10.1016/j.actamat.2015.01.037 .

Смотрите также

Найдите циркалой  или цирколоид в Викисловаре, бесплатном словаре.