Вернуться ко всем новостям

Установлена природа коррозии циркония

29.08.2012

Ученые Института высокопроизводительных вычислений (Сингапур) создали модель, которая по-новому описывает процессы окисления и коррозии циркония. Этот металл используют при строительстве внешних обкладок топливных элементов в ядерных реакторах.

На практике азот вызывает деградацию циркония. Он проникает в пленку диоксида циркония, покрывающую поверхность металла, не просто замещает кислород, а образует нитрозил-радикал NO. При этом новое соединение встраивается в кристаллическую структуру циркония вместо кислорода, активизируя дальнейшее, более глубокое окисление металла.

Подобно алюминию важным свойством циркония является его способность образовывать на воздухе тонкую оксидную пленку - барьер, который препятствует дальнейшему окислению и коррозии. Стабильность диоксида циркония в нормальных условиях необычайно высока. Но, как теперь стало понятно, при высоких температурах она может резко падать, что приводит к потере защитных свойств.

До сих пор наука не могла постичь механизм этого явления, однако было известно, что одним из факторов, который влияет на развитие коррозии, считается наличие азотных примесей. И чтобы лучше понять ту роль, которую азот играет в развитии коррозии, сингапурские ученые рассчитали вероятность каждого химического процесса, способного протекать в слое циркония при проникновении в него азота.

В итоге было показано, что среди всех возможностей самой вероятной является образование молекул NO, каждая из которых, встраиваясь в кристаллическую решетку циркония, образует одну кислородную вакансию. Эти вакансии и служат простым диффузионным путем, по которому атмосферный кислород проникает вглубь находящегося под пленкой циркония.

Источник информации:
ЛКМ Портал
Яндекс.Метрика