Исследование высокотемпературной коррозии графита с SiC-покрытием

Авторы

  • I.E. Kenzhina НИИЭТФ, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы
  • Ye.V. Chikhray НИИЭТФ, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы
  • V.P. Shestakov НИИЭТФ, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы
  • T.V. Kulsartov НИИЭТФ, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы
  • S.K. Askerbekov НИИЭТФ, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы
  • O.A. Kalikulov НИИЭТФ, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы
  • T.K. Zholdybayev Институт ядерной физики, г. Алматы, Казахстан

Ключевые слова:

коррозия, графит, SiC-покрытия, реактор ВТГР, скорость реакции

Аннотация

В статье описаны результаты экспериментов по высокотемпературной коррозии графита с SiC-покрытием. Для обеспечения безопасной работы высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР) необходимо исследовать поведение топлива и графитовых элементов его активной зоны в случае попадания туда воздуха и/или воды. На сегодняшний день работы по коррозии многочисленных сортов реакторных графитов в кислороде, воздухе и в парах воды недостаточны, В данной работе проведены эксперименты по высокотемпературной коррозии графита IG-110 (исходных и с SiC покрытием) образцов и получены температурные зависимости кинетик изменения газового состава в коррозионной камере с образцами графита в диапазоне температур  от 750°C  до 1400°C и при начальных давлениях паров воды в камере  10-100 Па. Наблюдается существенное отличие в скоростях изменения давления в коррозионной камере для различных  газов  при экспериментах с графитом без покрытия на фиксированной температуре. Этот факт свидетельствует о существенно отличающихся значениях скоростей реакций и сложном механизме коррозии, зависящем от процессов, имеющих различные константы. Также был проведен качественный анализ результатов коррозионных экспериментов.

Библиографические ссылки

1. Stolz Von E. Kohlenstofftransport in den Hoch-emperaturreaktoren THTR und AVR // Report EUR-3900, THTR-44, Brown Boveri. Krupp Reaktorbau G.m.b.H. Mannheim. - 1968. — P. 99-103.
2. Pointud M. L. Influence of different Metals on Corrosion Rate of Graphite // Symposium on Basic Research at A.E.R.E. Harwell. - 1964. – 67 p.
3. Tortelli P.F. Effect of high water-vapor pressure on oxidation of SiC at 1200C // Journal of The American Ceramic Society. - 2003. -V. 86, №. 8. - P.1249-1255.
4. Burnette R. D. Studies of the Rate of Oxidation of ATJ Graphite by Steam // Proceedings of 13th Biennial Conference on Carbon. Irvine, California, July 13-22. – 1977. – P.429-430.
5. Walker P.L Gas Reactíons of Carbon // Adv. in Cat. – 1959. – V. 11. – P.133-219.
6. Peroomian M. B. OXIDE-3: A Computer Code for Analysis of HTGR Steam or Air Ingress Accidents // GA Report GA-A12493 (GA-LTR-7). - 1974.
7. Miller W. High temperature oxidation of silicon carbide // AFIT Thesis of School of Engineering in Air Force Institute of Technology. OHIO, June. - 1972. – P. 64.
8. Schlichting J. Siliziumkarbid ein oxydationfest Hochtemperaturwerkstoff // Ber. Dt. Keram. Ges. – 1979. – V.56, № 8. – P.196-200.
9. Jacobson N.S. Corrosion of Silicon-Based Ceramics in Combustion Environments // J. Am. Ceram.Soc. – 1993. – V.76. – P.3-28.
10. Zhao J. Oxidation protective behavior of SiC/Si-MoSi2 coating gor different graphite matrix // Materials Letters. – 2006. – V.60.– P. 1964-1967.
11. Колобов Н.А., Самохвалов М.М. Диффузия и окисление полупроводников. -М.: Металлургия, 1975. – 456 с.
12. Deal B. E. General Relationship for the Thermal Oxidation of Silicon // J. of Applied Physics. – 2004. – V.36, № 12. – P. 3770-3778.
13. Александров О.В. Модель термического окисления кремния на фронте объемной реакции // Физика и техника полупроводников. – 2008 – Т. 42. - №11 – С.1400-1406.

References
1. Stolz Von E. Report EUR-3900, THTR-44, Brown Boveri. Krupp Reaktorbau G.m.b.H. (Mannheim, 1968, 99-103).
2. M.L. Pointud, “Influence of different Metal on Corrosion Rate of Graphite”, Symposium on Basic Research at A.E.R.E. (Harwell, 1964).
3. P.F. Tortelli, Journal of The American Ceramic Society, 86(8), 1249-1255, (2003).
4. R.D. Burnette, Proceedings of 13th Biennial Conference on Carbon. Irvine, California, July 13-22, 429-430, (1977).
5. P.L. Walker, Adv. in Cat., 11, 133-219, (1959).
6. M.B. Peroomian, GA Report GA-A12493 (GA-LTR-7), (1974).
7. W. Miller, “High temperature oxidation of silicon carbide”, AFIT Thesis of School of Engineering in Air Force Institute of Technology. (OHIO, June, 1972, 64p.).
8. J. Schlichting, Ber. Dt. Keram. Ges., 56(8), 196-200, (1979).
9. N.S. Jacobson, J. Am. Ceram.Soc., 76, 3-28, (1993).
10. J. Zhao, Materials Letters, 60, 1964-1967, (2006).
11. N.A. Kolobov and M.M. Samohvalov, “Diffuzija i okislenie poluprovodnikov”, (Metallurgija, Moscow, 1975, 456 p.) (in russ.).
12. B. E. Deal, J. of Applied Physics, 36(12), 3770-3778, (2004).
13. O.V. Aleksandrov, Fizika i tehnika poluprovodnikov, 42(11), 1400-1406, (2008) (in russ.).

Загрузки

Опубликован

2017-10-10

Выпуск

Том 61 № 2 (2017): Вестник. Серия физическая

Раздел

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 3 > >>