stringtranslate.com

Циркониевые сплавы

Медаль отчеканена из циркония, металл которого производился с 1947 года в Металлургическом исследовательском центре Олбани для изготовления ядерного реактора подводной лодки «Наутилус».

Циркониевые сплавы представляют собой твердые растворы циркония или других металлов , общая подгруппа, имеющая 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 технике , в качестве оболочки топливных стержней в ядерных реакторах , особенно в водных реакторах . Типичный состав ядерно-чистых циркониевых сплавов - 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 нодулярной коррозии . Кроме того, окислительная реакция циркония с водой выделяет водородный газ, который частично диффундирует в сплав и образует гидриды циркония . [3] Гидриды менее плотные и механически слабее сплава; их образование приводит к образованию пузырей и трещин на оболочке — явлению, известному как водородная хрупкость . [4] [5]

Производство и свойства

Коммерческий неядерный цирконий обычно содержит 1–5% гафния , чье сечение поглощения нейтронов в 600 раз больше, чем у циркония. Поэтому гафний должен быть почти полностью удален (снижен до < 0,02% сплава) для реакторных применений. [2] [6]

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

* ZIRLO означает цирконий с низкой степенью окисления .

Микроструктура

Сканирующая электронная микрофотография, показывающая микроструктуру циркалоя-4.

При температурах ниже 1100 К сплавы циркония относятся к гексагональной кристаллической системе (ГКП). Ее микроструктура, выявленная путем химического воздействия, показывает игольчатые зерна, типичные для структуры Видманштеттена . При отжиге ниже температуры фазового перехода (α-Zr в β-Zr) зерна становятся равноосными с размерами от 3 до 5 мкм. [8] [9]

Разработка

Zircaloy 1 был разработан после того, как цирконий был выбран адмиралом Х. Г. Риковером в качестве конструкционного материала для компонентов реактора с высокой зоной потока и оболочки для пучков трубок топливных таблеток в прототипах реакторов подводных лодок в конце 1940-х годов. Выбор был обусловлен сочетанием прочности, низкого нейтронного сечения и коррозионной стойкости. [10] Zircaloy-2 был непреднамеренно разработан путем плавления Zircaloy-1 в тигле, ранее использовавшемся для нержавеющей стали. [10] Более новые сплавы не содержат Ni, включая Zircaloy-4, ZIRLO и M5 (с 1% ниобия ). [11]

Окисление циркониевого сплава

Циркониевые сплавы легко реагируют с кислородом , образуя нанометровый слой пассивации . [12] Коррозионная стойкость сплавов может значительно ухудшиться при наличии некоторых примесей (например, более 40 ppm углерода или более 300 ppm азота ). [13] Коррозионная стойкость циркониевых сплавов повышается за счет преднамеренного создания более толстого слоя пассивации из черного блестящего оксида циркония . Также могут использоваться нитридные покрытия.

В то время как 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 или в воде и протекает в условиях окружающей среды или в высоком вакууме. Тонкий субмикрометровый слой диоксида циркония быстро образуется на поверхности и 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 граммах/(см2 · секунду); P - давление в атмосфере , то есть коэффициент P 1/6 = 1 при давлении окружающей среды; энергия активации составляет 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 м2 площади в секунду при 0 °C, 6 × 10−8 г м −2 с −1 при 300 °C, 5,4 мг м −2 с −1 при 700 °C и 300 мг м −2 с −1 при 1000 °C. Хотя четкого порога окисления нет, оно становится заметным в макроскопических масштабах при температурах в несколько сотен °C.

Окисление циркония паром

Одним из недостатков металлического циркония является случай аварии с потерей теплоносителя в ядерном реакторе. Циркониевая оболочка 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 D2O , часто используемого в качестве замедлителя и теплоносителя в реакторах нового поколения с тяжелой водой под давлением , которые используют ядерные реакторы, разработанные 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, похожа на реакцию щелочных металлов (таких как натрий или калий ) с водой. Она также очень похожа на анаэробное окисление железа водой (реакция, которую использовал при высокой температуре Антуан Лавуазье для получения водорода в своих экспериментах).

Эта реакция стала причиной небольшого взрыва водорода, впервые произошедшего внутри здания реактора АЭС Три-Майл-Айленд в 1979 году, который не повредил защитную оболочку. Такая же реакция произошла в реакторах с кипящей водой 1, 2 и 3 АЭС Фукусима-1 (Япония) после того, как охлаждение реактора было прервано связанными с этим землетрясением и цунами во время катастрофы 11 марта 2011 года, что привело к ядерной катастрофе на Фукусиме-1 . Водородный газ был выпущен в помещения для технического обслуживания реактора, и образовавшаяся взрывоопасная смесь водорода с кислородом воздуха взорвалась. Взрывы серьезно повредили внешние здания и по крайней мере одно защитное сооружение. [18] Реакция также произошла во время аварии на Чернобыльской АЭС , когда пар из реактора начал выходить. [19] Во многих защитных оболочках реакторов с водяным охлаждением установлены пассивные автокаталитические рекомбинаторы на основе катализатора для быстрого преобразования водорода и кислорода в воду при комнатной температуре до достижения предела взрываемости.

Образование гидридов и водородная хрупкость

Кредиты: MA Tunes
Микрофотография гидрида циркония в микроструктуре цирколоя-4, полученная с помощью просвечивающей электронной микроскопии в светлом поле (BF-TEM).

В приведенном выше сценарии окисления 5–20% выделившегося водорода диффундирует в оболочку из 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 водородная хрупкость . 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 водородная хрупкость ускоряет деградацию оболочки из циркониевого сплава топливных стержней, подвергающихся воздействию высокотемпературного пара. [23]

Деформация

Циркониевые сплавы используются в ядерной промышленности в качестве оболочки топливных стержней из-за высокой прочности циркония и низкого сечения поглощения нейтронов. Он может подвергаться условиям нагрузки с высокой скоростью деформации во время формования и в случае аварии реактора . 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 сплавах циркония. 𝒃 и 𝒏 — направление и плоскость скольжения соответственно, [25] [26] и 𝝎 — ось вращения, рассчитанная в настоящей работе, ортогональная как нормали плоскости скольжения, так и направлению скольжения. Кристаллическое направление векторов оси вращения обозначено на цветовом ключе IPF. [27] [28]

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

Известные системы деформации в Zr показаны на рисунке 1. Предпочтительной системой скольжения при комнатной температуре с самым низким критическим разрешенным напряжением сдвига (CRSS) в разбавленных сплавах Zr является 〈𝑎〉 призматическое скольжение. [30] CRSS 〈𝑎〉 призматического скольжения увеличивается с содержанием интерстиций, в частности кислорода, углерода и азота, и уменьшается с ростом 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] При комнатной температуре базисное скольжение наблюдается 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 игнорируется [35] [25] и, как было показано, не влияет на макроскопическую реакцию напряжения-деформации при комнатной температуре. [36] Однако испытания микроконсолей при комнатной температуре в монокристалле Zr коммерческой чистоты показывают, что 〈𝑎〉 базальное скольжение имеет всего в 1,3 раза более высокую CRSS, чем 〈𝑎〉 призматическое скольжение, что подразумевает значительную активацию при деформации поликристалла при благоприятном напряженном состоянии. 1-й порядок 〈𝑐 + 𝑎〉 пирамидального скольжения имеет 3,5 раза более высокую CRSS, чем 〈𝑎〉 призматическое скольжение. [30] Скольжение по пирамидальным плоскостям 2-го порядка редко наблюдается в сплавах Zr, но обычно наблюдается пирамидальное скольжение 1-го порядка 〈𝑐 + 𝑎〉. [30] [37] [38] [39] Йенсен и Бакофен [40] наблюдали локализованные полосы сдвига с дислокациями 〈𝑐 + 𝑎〉 на плоскостях {112̅ 4} во время нагрузки по оси 〈𝑐〉, что привело к пластичному разрушению при комнатной температуре, но это не плоскость скольжения, поскольку векторы 〈𝑐 + 𝑎〉 не лежат в плоскостях {112̅ 4}.

Деформационное двойникование

Деформационное двойникование кристаллографических плоскостей

Двойникование деформации производит скоординированную сдвиговую трансформацию в кристаллическом материале. Типы двойников можно классифицировать как двойники сжатия (C1, C2) или растяжения (T1, T2), которые приспосабливают деформацию либо для сжатия, либо для растяжения оси <𝑐> гексагональной плотноупакованной (HCP) элементарной ячейки. Двойникование кристаллографически определяется его плоскостью двойникования 𝑲 𝟏 , зеркальной плоскостью в двойнике и исходном материале, и 𝜼 𝟏, которая является направлением сдвига двойникования. Двойники деформации в Zr обычно имеют линзовидную форму, удлиняясь в направлении 𝜼 𝟏 и утолщаясь вдоль нормали плоскости 𝑲 𝟏 . [41]

Плоскость близнеца, направление сдвига и плоскость сдвига образуют базисные векторы ортогонального набора. Соотношение разориентации оси и угла между родителем и близнецом представляет собой поворот на угол 𝜉 вокруг нормального направления плоскости сдвига 𝑷.

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

Из-за симметрии в кристаллической структуре HCP для каждого типа существует шесть кристаллографически эквивалентных вариантов двойников. Различные варианты двойников одного и того же типа в зерне не могут быть различены по их осевой угловой разориентации относительно родительской, которые одинаковы для всех вариантов типа двойника. Тем не менее, их можно различить, используя их абсолютную ориентацию относительно оси нагрузки, а в некоторых случаях (в зависимости от плоскости сечения) и след 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 моды деформации (например, скольжение дислокаций) в сочетании с осью и направлением нагрузки. Тип двойника T1 доминирует при комнатной температуре и квазистатических скоростях деформации. [35] Типы двойников, присутствующие при температуре жидкого азота, — это {112̅2}〈112̅3̅〉(двойникование C1) и {101̅2}〈101̅1〉 (двойникование T1). Вторичные двойники другого типа могут образовываться внутри первичных двойников, поскольку кристалл переориентируется относительно оси нагрузки. [35] Система компрессионных двойников C2 {101̅1}〈1̅012〉 активна только при высоких температурах, [42] [43] и активируется в первую очередь базисному скольжению во время деформации при 550 °C. [32]

Влияние условий нагружения на формы деформации

Кашнер и Грей [44] наблюдают, что предел текучести увеличивается с ростом скорости деформации в диапазоне от 0,001 с −1 до 3500 с −1 , и что чувствительность к скорости деформации в пределе текучести выше при одноосном сжатии вдоль текстурных компонентов с преобладанием призматических плоскостей, чем базальных плоскостей. Они приходят к выводу, что чувствительность к скорости напряжения течения согласуется с силами Пайерлса, подавляющими движение дислокаций в металлах с низкой симметрией во время деформации с преобладанием скольжения. Это справедливо на ранних стадиях деформации при комнатной температуре, которая в Zr обычно происходит с преобладанием скольжения. [45]

Образцы, сжатые вдоль компонентов текстуры с преимущественно призматическими плоскостями, поддаются более низким напряжениям , чем компоненты текстуры с преимущественно базальными плоскостями, [44] что согласуется с более высоким критическим разрешенным напряжением сдвига для пирамидального скольжения <𝑐 + 𝑎> по сравнению с призматическим скольжением <𝑎>. В исследовании циркония, деформированного при комнатной температуре, с помощью просвечивающей электронной микроскопии МакКейб и др. [35] наблюдали только дислокации <𝑎> в образцах с призматической текстурой, которые, как предполагалось, лежат на призматических плоскостях. Как скольжение <𝑎> (призматическое), так и скольжение <112̅3̅> <𝑐 + 𝑎> ({101̅1} пирамидальное) наблюдались в образцах с базальной текстурой при комнатной температуре, но только дислокации <𝑎> наблюдались в том же образце при температуре жидкого азота.

При квазистатических скоростях деформации МакКейб и др. [35] наблюдали только двойникование T1 в образцах, сжатых вдоль направления пластины с призматической текстурной составляющей вдоль оси нагрузки. Они не наблюдали двойникование T1 в образцах, сжатых вдоль базальных текстур до 25% деформации. 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 активированные типы двойников не были идентифицированы. [44]

[46] изучали двойникование как функцию ориентации зерен в образце. Они вычислили глобальный фактор Шмида, используя макроскопическое направление приложенного напряжения. Они нашли разрешенное напряжение сдвига на любом зерне без учета локальных межзеренных взаимодействий, которые могут изменить напряженное состояние. Они обнаружили, что хотя большинство двойников возникают в зернах, благоприятно ориентированных для двойникования в соответствии с глобальным фактором Шмида, около 30% зерен, которые были неблагоприятно ориентированы для двойникования, все еще содержали двойников. Аналогично, присутствующие двойники не всегда имели самый высокий вариант глобального фактора Шмида, только 60% двойников имели самый высокий вариант фактора Шмида. Это можно объяснить сильной зависимостью от локальных напряженных условий в зернах или границах зерен, [47] что трудно измерить экспериментально, особенно при высоких скоростях деформации. Кнежевич и др . [36] подогнали экспериментальные данные высокочистого поликристаллического Zr к самосогласованной вязкопластической модели для изучения скорости и температурной чувствительности систем скольжения и двойникования. Они обнаружили, что двойникование T1 было доминирующей системой скольжения при комнатной температуре для скоростей деформации от 10−3 до 103 с − 1 . Базальное скольжение не способствовало деформации ниже 400°C. Было обнаружено, что двойникование нечувствительно к скорости, а чувствительность к скорости скольжения может объяснить изменения в поведении двойникования в зависимости от скорости деформации.

Двойникование T1 происходит как при квазистатической, так и при высокоскоростной нагрузке. Двойникование T2 происходит только при высокоскоростной нагрузке. Аналогичные доли площади двойникования T1 и T2 активируются при высокой скорости деформации, но двойникование T2 несет большую пластическую деформацию из-за более высокого сдвига двойникования. Двойники T1 имеют тенденцию утолщаться с некогерентными граничными следами вместо удлинения вдоль плоскости двойникования, и в некоторых случаях почти поглощают все материнское зерно. Несколько вариантов двойников T1 могут зарождаться в одном и том же зерне, и кончики двойников защемляются во внутренних частях зерен. С другой стороны, двойники T2 предпочтительно удлиняются вместо утолщения и имеют тенденцию зарождаться в параллельных рядах одного и того же варианта, простирающихся от границы до границы. [24]

Для коммерчески чистого циркония (CP-Zr) 97,0% базальная, 〈𝑎〉 пирамидальная и 〈𝑐 + 𝑎〉 пирамидальная системы скольжения доминируют при сжатии при комнатной температуре вдоль нормального направления (ND) как при квазистатической, так и при высокой скорости деформации, что не наблюдается в поликристаллическом и монокристаллическом Zr высокой чистоты. При деформации в поперечном направлении (TD) оси 〈𝑎〉 доминируют призматическая 〈𝑎〉 и пирамидальная 〈𝑎〉 системы скольжения. Пирамидальная 〈𝑎〉 и базальная системы скольжения более распространены, чем в настоящее время сообщается в литературе, хотя это может быть связано с тем, что 〈традиционные методы анализа не позволяют легко идентифицировать 〈𝑎〉 пирамидальное скольжение. Базальные системы скольжения стимулируются, а призматическое скольжение 〈𝑎〉 подавляется при высокой скорости деформации (HR) по сравнению с нагрузкой с квазистатической скоростью деформации (QS). Это не зависит от текстуры оси нагрузки (ND/TD). [24]

Приложения

Эта российская рюмка изготовлена ​​из циркониевого сплава.

Циркониевые сплавы устойчивы к коррозии и биосовместимы , и поэтому могут использоваться для имплантатов тела . [6] В одном конкретном случае сплав Zr-2.5Nb формируется в коленный или тазобедренный имплантат, а затем окисляется для получения твердой керамической поверхности для использования в опоре на полиэтиленовый компонент. Этот оксидированный циркониевый сплав обеспечивает полезные поверхностные свойства керамики (уменьшенное трение и повышенная стойкость к истиранию), сохраняя при этом полезные объемные свойства основного металла (технологичность, вязкость разрушения и пластичность), обеспечивая хорошее решение для этих медицинских имплантатов.

Zr702 и Zr705 — это сплавы циркония, известные своей высокой коррозионной стойкостью. [48] Zr702 — это коммерчески чистый сорт, [49] широко используемый из-за своей высокой коррозионной стойкости и низкого поглощения нейтронов, особенно в ядерной и химической промышленности. [50] Zr705, легированный 2-3% ниобия, демонстрирует повышенную прочность и трещиностойкость и используется для высоконапряженных применений, таких как сложные химические среды обработки и медицинские имплантаты . [51]

Сокращение спроса на цирконий в России из-за ядерной демилитаризации после окончания холодной войны привело к появлению экзотических изделий из циркония, таких как рюмка для водки, изображенная на фотографии.

Ссылки

  1. ^ Состав сплавов обычно измеряется по массе.
  2. ^ ab Мэри Иглсон (1994). Краткая энциклопедия химии. Вальтер де Грюйтер. стр. 1199–. ISBN 978-3-11-011451-5. Получено 18 марта 2011 г.
  3. ^ Карпентер, GJC; Уоттерс, JF (1978). «Исследование in-situ растворения γ-гидрида циркония в цирконии». Журнал ядерных материалов . 73 (2): 190–197. Bibcode : 1978JNuM...73..190C. doi : 10.1016/0022-3115(78)90559-7.
  4. ^ ab Замедленное гидридное растрескивание в циркониевых сплавах в ядерных реакторах с канальным корпусом, Заключительный отчет координированного исследовательского проекта 1998–2002 гг., МАГАТЭ, октябрь 2004 г.
  5. ^ Изготовление ядерного топлива Архивировано 26 июля 2011 г., на Wayback Machine , Изготовление топлива Архивировано 26 июля 2011 г., на Wayback Machine Всемирная ядерная ассоциация, март 2010 г.
  6. ^ abc Джордж С. Брэди; Генри Р. Клаузер; Джон А. Ваккари (24 июля 2002 г.). Справочник по материалам (15-е изд.). McGraw-Hill Professional. стр. 1063–. ISBN 978-0-07-136076-0. Получено 18 марта 2011 г.
  7. ^ Питер Радлинг; Альфред Штрассер; Фридрих Гарзаролли (2007). Сварка циркониевых сплавов (PDF) . Швеция: Advanced Nuclear Technology International. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-01-18 . Получено 2011-03-18 .
  8. ^ Tunes, MA; Harrison, RW; Greaves, G.; Hinks, JA; Donnelly, SE (сентябрь 2017 г.). «Влияние имплантации He на микроструктуру циркалоя-4, изученную с помощью in situ TEM» (PDF) . Journal of Nuclear Materials . 493 . Elsevier: 230–238. Bibcode :2017JNuM..493..230T. doi :10.1016/j.jnucmat.2017.06.012. S2CID  102695615.
  9. ^ Пшеничников, Антон; Штукерт, Юрий; Вальтер, Марио (2015-03-01). «Микроструктура и механические свойства оболочки циркалоя-4, гидрогенизированной при температурах, типичных для условий аварии с потерей теплоносителя (LOCA)». Ядерная инженерия и проектирование . SI:NENE 2013. 283 : 33–39. Bibcode :2015NuEnD.283...33P. doi :10.1016/j.nucengdes.2014.06.022.
  10. ^ ab Rickover, HG; Geiger, LD; Lustman, B. (21 марта 1975 г.). История разработки циркониевых сплавов для использования в ядерных реакторах (Технический отчет). doi : 10.2172/4240391 . OSTI 4240391 . 
  11. ^ Гарнер, GL; Мардон, JP (9 мая 2011 г.). «Обновление характеристик оболочки сплава M5». Nuclear Engineering International . Получено 16 июня 2021 г. .
  12. ^ Анализ Zircaloy методом атомно-зондового анализа (PDF)
  13. ^ Коррозия оболочки отработанного топлива из циркалоя в хранилище. Национальный исследовательский совет, июль 1989 г.
  14. ^ Рион А. Коуси, Дон Ф. Коугилл и Боб Х. Нильсон (2005) Обзор скорости окисления циркониевых сплавов, Отделение инженерных материалов и Отделение нанотехнологий и науки в области нанотехнологий Национальные лаборатории Сандия
  15. ^ Куан, П.; Хансон, ДЖ; Одар, Ф. (1991). Управление добавлением воды в деградировавшее ядро . OSTI  5642843.
  16. ^ Хаскин, FE; Кэмп, AL (1994). Перспективы безопасности реакторов (NUREG/CR-6042) (Курс по безопасности реакторов R-800), 1-е издание. Белтсвилл, Мэриленд: Комиссия по ядерному регулированию США. стр. 3.1–5 . Получено 23 ноября 2010 г.
  17. ^ Люк Гиллон (1979). Le nucléaire en вопросом, Gembloux Duculot, французское издание, 240 стр.
  18. ↑ Японские инженеры работают над устранением последствий повреждения ядерного реактора, Los Angeles Times, 14 марта 2011 г.
  19. ^ Чернобыльская авария. Приложение 1: Последовательность событий. Архивировано 14 января 2016 г. на Wayback Machine , Всемирная ядерная ассоциация, ноябрь 2009 г.
  20. ^ DOE-HDBK-1017/2-93, январь 1993 г., Справочник по основам DOE, Материаловедение, том 2 из 2, Министерство энергетики США, январь 2003 г., стр. 12, 24.
  21. ^ Tunes, Matheus A.; Silva, Chinthaka M.; Edmondson, Philip D. (январь 2019 г.). «Зависимости концентрации водорода в гидридах циркония от местоположения». Scripta Materialia . 158 : 136–140. doi : 10.1016/j.scriptamat.2018.08.044 . ISSN  1359-6462. OSTI  1481703. S2CID  139389338.
  22. ^ Мотта, Артур Т.; Каполунго, Лоран; Чен, Лонг-Цин; Синбиз, Махмут Недим; Даймонд, Марк Р.; Косс, Дональд А.; Лакруа, Эврар; Пасторе, Джованни; Саймон, Пьер-Клеман А.; Тонкс, Майкл Р.; Вирт, Брайан Д.; Зикри, Мохаммед А. (2019). «Водород в сплавах циркония: обзор». Журнал ядерных материалов . 518 : 440–460. Bibcode : 2019JNuM..518..440M. doi : 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, NEA № 6846. https://www.oecd-nea.org/nsd/reports/2009/nea6846_LOCA.pdf
  24. ^ abc Tong, Vivian; Wielewski, Euan; Britton, Ben (2018). «Характеристика скольжения и двойникования в высокоскоростно деформированном цирконии с помощью дифракции обратно рассеянных электронов». arXiv : 1803.00236 [cond-mat.mtrl-sci]. В данной статье использован текст из этого источника, доступный по лицензии CC BY 4.0.
  25. ^ ab Tomé, C (2001-09-03). "Механический отклик циркония — I. Вывод поликристаллического конститутивного закона и анализ конечных элементов". Acta Materialia . 49 (15): 3085–3096. Bibcode : 2001AcMat..49.3085T. doi : 10.1016/S1359-6454(01)00190-2.
  26. ^ Tenckhoff, E (2005). «Обзор механизмов деформации, текстуры и механической анизотропии в цирконии и сплавах на его основе». Журнал ASTM International . 2 (4): 12945. doi :10.1520/JAI12945.
  27. ^ Diard, O.; Leclercq, S.; Rousselier, G.; Cailletaud, G. (сентябрь 2002 г.). «Распределение нормального напряжения на границах зерен в мультикристаллах: применение к моделированию межзеренных повреждений». Computational Materials Science . 25 (1–2): 73–84. doi :10.1016/S0927-0256(02)00251-3.
  28. ^ Wang, L.; Zheng, Z.; Phukan, H.; Kenesei, P.; Park, J.-S.; Lind, J.; Suter, RM; Bieler, TR (июнь 2017 г.). «Прямое измерение критического разрешенного напряжения сдвига призматического и базисного скольжения в поликристаллическом Ti с использованием высокоэнергетической рентгеновской дифракционной микроскопии». Acta Materialia . 132 : 598–610. Bibcode : 2017AcMat.132..598W. doi : 10.1016/j.actamat.2017.05.015 . OSTI  1373591.
  29. ^ Jensen, JA; Backofen, WA (1972-01-01). «Деформация и разрушение альфа-циркониевых сплавов». Canadian Metallurgical Quarterly . 11 (1): 39–51. Bibcode : 1972CaMQ...11...39J. doi : 10.1179/cmq.1972.11.1.39. ISSN  0008-4433.
  30. ^ abc Gong, Jicheng; Benjamin Britton, T.; Cuddihy, Mitchell A.; Dunne, Fionn PE; Wilkinson, Angus J. (сентябрь 2015 г.). "〈a〉 Призматическая, 〈a〉 базальная и 〈c+a〉 прочность на скольжение коммерчески чистого Zr с помощью микроконсольных испытаний". Acta Materialia . 96 : 249–257. Bibcode :2015AcMat..96..249G. doi :10.1016/j.actamat.2015.06.020. hdl : 10044/1/31552 .
  31. ^ Бриттон, ТБ; Данн, ФПЭ; Уилкинсон, АДЖ (июнь 2015 г.). «О механистической основе деформации на микроуровне в гексагональных плотноупакованных металлах». Труды Королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 471 (2178): 20140881. Bibcode : 2015RSPSA.47140881B. doi : 10.1098/rspa.2014.0881 . ISSN  1364-5021. S2CID  138085929.
  32. ^ ab Akhtar, A. (январь 1973 г.). «Базальное скольжение в цирконии». Acta Metallurgica . 21 (1): 1–11. doi :10.1016/0001-6160(73)90213-7.
  33. ^ Диксон, JI; Крейг, GB (сентябрь 1971). "Базальное скольжение при комнатной температуре в цирконии". Журнал ядерных материалов . 40 (3): 346–348. Bibcode : 1971JNuM...40..346D. doi : 10.1016/0022-3115(71)90103-6.
  34. ^ Лонг, Ф.; Балог, Л.; Даймонд, М. Р. (2017-11-02). «Эволюция плотности дислокаций в горячекатаном сплаве Zr–2.5Nb с пластической деформацией, изученной с помощью нейтронной дифракции и просвечивающей электронной микроскопии». Philosophical Magazine . 97 (31): 2888–2914. Bibcode :2017PMag...97.2888L. doi :10.1080/14786435.2017.1356940. ISSN  1478-6435. S2CID  136620892.
  35. ^ abcde McCabe, RJ; Cerreta, EK; Misra, A.; Kaschner, GC; Tomé, CN (2006-08-11). "Влияние текстуры, температуры и напряжения на режимы деформации циркония". Philosophical Magazine . 86 (23): 3595–3611. Bibcode :2006PMag...86.3595M. doi :10.1080/14786430600684500. ISSN  1478-6435. S2CID  137662799.
  36. ^ ab Knezevic, Marko; Zecevic, Milovan; Beyerlein, Irene J.; Bingert, John F.; McCabe, Rodney J. (апрель 2015 г.). «Влияние скорости деформации и температуры на выбор систем первичного и вторичного скольжения и двойникования в HCP Zr». Acta Materialia . 88 : 55–73. Bibcode :2015AcMat..88...55K. doi : 10.1016/j.actamat.2015.01.037 .
  37. ^ Ахтар, А. (май 1973 г.). «Сжатие монокристаллов циркония параллельно». Журнал ядерных материалов . 47 (1): 79–86. doi :10.1016/0022-3115(73)90189-X.
  38. ^ Кайяр, Даниэль; Раутенберг, Мартин; Феогас, Ксавье (апрель 2015 г.). «Механизмы дислокации в циркониевом сплаве в высокотемпературном режиме: исследование с помощью просвечивающей электронной микроскопии in situ». Acta Materialia . 87 : 283–292. doi :10.1016/j.actamat.2015.01.016.
  39. ^ Kaschner, GC; Tomé, CN; McCabe, RJ; Misra, A.; Vogel, SC; Brown, DW (август 2007 г.). «Исследование взаимодействий дислокаций и двойников в цирконии». Materials Science and Engineering: A . 463 (1–2): 122–127. doi :10.1016/j.msea.2006.09.115.
  40. ^ Jensen, JA; Backofen, WA (январь 1972). «Деформация и разрушение альфа-циркониевых сплавов». Canadian Metallurgical Quarterly . 11 (1): 39–51. Bibcode : 1972CaMQ...11...39J. doi : 10.1179/cmq.1972.11.1.39. ISSN  0008-4433.
  41. ^ ab Christian, JW; Mahajan, S. (1995). «Деформационное двойникование». Progress in Materials Science . 39 (1–2): 1–157. doi :10.1016/0079-6425(94)00007-7.
  42. ^ Линга Мурти, К.; Чарит, Индраджит (май 2006 г.). «Развитие текстуры и анизотропная деформация циркалоев». Прогресс в ядерной энергетике . 48 (4): 325–359. Bibcode : 2006PNuE...48..325L. doi : 10.1016/j.pnucene.2005.09.011.
  43. ^ Эрих Тенкофф, ред. (1988-01-01). 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 Kaschner, GC; Gray, GT (август 2000 г.). «Влияние кристаллографической текстуры и примесей внедрения на механическое поведение циркония». Metallurgical and Materials Transactions A . 31 (8): 1997–2003. Bibcode :2000MMTA...31.1997K. doi :10.1007/s11661-000-0227-7. ISSN  1073-5623. S2CID  85548938.
  45. ^ Song, SG; Gray, GT (октябрь 1995 г.). «Влияние температуры и скорости деформации на скольжение и двойникование zr». Metallurgical and Materials Transactions A . 26 (10): 2665–2675. Bibcode :1995MMTA...26.2665S. doi :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; Даймонд, 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. Bibcode :2013JMPSo..61..803A. doi :10.1016/j.jmps.2012.10.017.
  48. ^ Вебстер, РТ (1984). Промышленное применение титана и циркония: Третья конференция . ASTM. стр. 209. ISBN 9994058185.
  49. ^ Вебстер, РТ (1984). Промышленное применение титана и циркония: Третья конференция . ASTM. стр. 204. ISBN 9994058185.
  50. ^ "Сплавы циркония: Zr702 против Zr705". Advanced Refractory Metals . 17 мая 2023 г. Получено 25 августа 2024 г.
  51. ^ Mehjabeen, Afrin; Song, Tingting (2018). «Циркониевые сплавы для ортопедических и стоматологических применений». Advanced Engineering Materials . 20 (9). doi :10.1002/adem.201800207. hdl : 10536/DRO/DU:30131381 .

Смотрите также

Найдите значение слова «циркалой»  или «цирколоид» в Викисловаре, бесплатном словаре.