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铅铋共晶合金(LBE)具有良好的热物性、中子经济学以及较高的化学惰性,已成为目前铅冷快堆冷却剂的主要候选材料。LBE冷却反应堆运行中,由于可能的密封失效和材料腐蚀等原因将会在冷却剂中产生PbO杂质和Fe、Cr、Ni及其氧化物等腐蚀杂质,严重时将可能威胁反应堆的运行安全。过滤净化是目前广泛研究的可高效去除LBE中杂质的有效途径之一,而其中对滤材性能的研究是过滤技术研发的核心问题之一。本文选择过滤材料316L烧结纤维毡为实验对象,分别开展了不同氧浓度条件下其在LBE中的高温腐蚀及拉伸性能研究。主要研究内容与结论如下:1.氧浓度对316L纤维毡在LBE中腐蚀行为的影响开展了 316L纤维毡在500 ℃条件下,氧浓度分别为10-8 wt%、10-4 wt%、8×10-4 wt%LBE中浸润500 h的腐蚀实验研究。研究表明:1)氧浓度10-8 wt%条件下,纤维丝基体局部形成了富Cr的氧化膜,大部分区域由于Ni和Cr元素的选择性溶解发生奥氏体向铁素体的转变,且伴有铅铋向基体渗入的现象;2)氧浓度10-6wt%条件下,316L纤维丝表面形成一层较薄且富含Fe和Cr的尖晶石氧化膜,纤维丝基体中未发现Pb和Bi渗透的现象;3)氧浓度8×10-4 wt%(即氧饱和)条件下,纤维丝表面形成富O的(Fe,Cr)304尖晶石氧化膜,LBE会穿过存在孔隙的氧化膜直接腐蚀基体。以上分析表明,随着氧浓度增加,纤维毡逐渐由溶解腐蚀转变为氧化腐蚀,氧浓度过低时纤维毡遭到组分溶解破坏,而氧浓度较高时,生成的氧化膜极易剥落,之后纤维毡的腐蚀加剧。在氧浓度10-6rwt%条件下,纤维毡的腐蚀程度最小。2.316L纤维毡拉伸性能随腐蚀时间的变化规律对在500℃、氧浓度10-6rwt%、静态LBE中腐蚀500h、1000h、1500h的316L纤维毡开展了单向拉伸试验。结果表明:1)纤维毡的拉伸应力应变曲线分为三个阶段:弹性阶段、高应变下的塑性变形阶段和断裂阶段;2)随着腐蚀时间增加,纤维毡抗拉强度显著下降,原始样品的抗拉强度为16.05 MPa,而腐蚀后分别降至10.78 MPa、5.32 MPa和2.53 MPa。随腐蚀时间增加,纤维丝表面致密尖晶石氧化膜不断生长,一方面降低了纤维丝之间烧结结点的连接强度;另一方面造成了纤维丝有效丝径的减小,这是造成腐蚀后纤维毡整体抗拉强度下降的主要原因。研究结果可为过滤材料316L纤维毡在LBE中服役,合理的氧浓度控制范围以及服役时间的确定,提供一定的数据参考与支持。