水射流空化处理对AlCoCrFeNi共晶高熵合金微观结构和力学性能的影响 2.1 共晶高熵合金

《Surface and Coatings Technology》：Effects of waterjet cavitation treatment on microstructure and mechanical properties of AlCoCrFeNi 2.1 eutectic high-entropy alloy

熔盐电沉积法在铀氮化物表面制备均匀锆涂层，研究电流密度和电荷量对涂层厚度（100.72±22.54μm）及结构的影响，发现金属篮导向导致无沉积现象。

　　

Jarom Chamberlain|Hannah Patenaude|Adrien J. Terricabras|Joshua T. White|Rami Batrice|Tim Coons|Marisa Monreal

无机化学、同位素化学和锕系元素化学（C-IIAC），美国洛斯阿拉莫斯国家实验室

摘要

采用熔盐电沉积法在氮化铀基底上沉积了一层保护性锆涂层。氮化铀可用作先进核反应堆和核热推进系统的燃料。通过系统化的熔盐电沉积方法，在氮化铀圆柱体上生成了均匀的金属锆涂层。文中描述了电化学电池的设置，并介绍了两种不同的氮化铀基底作为工作电极的定位方式。考虑了多种沉积相关的电气参数，如氧化脉冲、占空比和电流密度。电沉积后，使用扫描电子显微镜和能量色散光谱对涂层结构进行了表征。X射线计算机断层扫描技术用于三维空间中观察基底与涂层的界面。沉积的金属锆涂层平均厚度为100.72 μm ± 22.54 μm。金属锆的沉积程度取决于所施加的电流密度，而涂层结构则取决于通过系统的总电荷量。涂层结构均匀，没有微裂纹或夹杂物。当使用金属篮子作为氮化铀的工作电极时，未观察到任何沉积现象。

章节摘录

引言与背景

氮化铀（UN）被认为是一种理想的基底，适用于先进核反应堆和核热推进系统中的保护涂层应用[[1], [2], [3], [4], [5]]。然而，由于运行过程中存在裂纹和自由铀的加速损失，氮化铀作为核燃料存在局限性[[6]]。这些故障是由于燃料在运行时所处的恶劣氧化环境引起的[[7], [8], [9], [10], [11]]。

设备

所有涉及熔盐的测量和实验均在惰性手套箱环境中进行。使用的是VAC NextGen手套箱，内部氩气环境，氧气和水分含量维持在1 ppm或更低水平。电化学测量和电沉积过程中，电位计（CH Instruments 1140C，灵敏度范围：1 × 10^?9–0.001 A/V）与手套箱相连。使用马弗炉（MTI Corporation KSL-1100X）将盐加热至工作温度。

结果与讨论

表1展示了四个电沉积实验的实验参数。前三个实验中，通过电化学电池的电荷量分别为200 C和300 C。对于EDepo4实验，通过电池的总电荷量与EDepo1实验相同，即200 C。其他实验的持续时间由所施加的循环次数决定。

结论

通过熔盐电沉积法，在氮化铀基底上成功沉积了金属锆涂层。本研究采用系统化方法探讨了与电沉积电池相关的电气参数及其他工艺设置。虽然本文对某些电气参数得出了合理的结论，但并未涵盖所有适用的电气和工艺参数。

作者贡献声明

Jarom Chamberlain：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法论设计、研究实施、资金获取、数据分析、概念构思。Hannah Patenaude：数据验证、方法论设计、研究实施、数据分析、概念构思。Adrien J. Terricabras：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、资源协调、研究实施。Joshua T. White：实验监督、资源调配。Rami Batrice：数据可视化、结果验证、实验监督、方法论设计。

利益关系

无其他需要披露的利益关系。

其他活动

无其他需要披露的活动。

资金来源

本项目得到了“实验室定向研发”（Laboratory Directed Research and Development）计划的支持，项目编号：20240478CR，资助方为位于洛斯阿拉莫斯国家实验室的Seaborg研究所（Seaborg Institute: Center for Advancing Actinide Science and Technology）。

研究支持

本研究未获得任何外部财务或非财务支持。

利益冲突声明

Jarom Chamberlain、Rami Batrice、Tim Coons和Marisa Monreal共同拥有专利# US 63/714,509，该专利涉及利用电沉积技术在锕系基底上制备保护性金属涂层的技术，目前该专利正在洛斯阿拉莫斯国家实验室申请中。