铀表面纳米铌镀层的结构及其抗腐蚀性能

陈林¹，王庆富¹，夏云霞¹，郎定木¹，张鹏程²

(1.中国工程物理研究院,四川,绵阳,621900;
2.表面物理与化学国家重点实验室,四川,绵阳,621907)

摘要:铌镀层硬度高,化学稳定性好,抗大气腐蚀性能优良,与铀的热膨胀系数接近,可作为铀的防腐蚀镀层,过去对该镀层结构研究不够.为此,采用磁控溅射离子镀技术在贫铀表面以不同偏压制备了铌镀层,利用X射线衍射仪和扫描电镜对镀层的组织结构进行了表征,利用电化学测试技术对铀表面铌镀层在含50 μg Cl~-的KCl水溶液中的抗腐蚀性能进行了研究.结果表明:铌镀层平整致密,但存在靶材飞溅颗粒形成的镀层缺陷,铌镀层为bcc结构,存在择优取向与晶粒细化等特性,为纳米层;在含50μg/g Cl~-的KCl溶液中,金属铌的腐蚀电位-138.5mV高于贫铀的腐蚀电位-641.2 mV,铌镀层对贫铀是一种阴极性镀层,对贫铀的保护基于其对腐蚀介质的物理屏障作用;镀铌贫铀样品的极化电阻和电化学阻抗幅值远大于贫铀,腐蚀电流远小于贫铀,铌镀层对贫铀基体具有良好的腐蚀防护作用.

关键词:磁控溅射; 离子镀; 铌镀层; 贫铀; 组织结构; 抗腐蚀性能; magnetron sputtering; ion plating; Nb coating; depleted uranium; microstructure; corrosion resistance;

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