Korean Journal of Materials Research, Vol.9, No.4, 378-385, April, 1999
Zr-Sn 및 Zr-Nb-Sn 합금의 부식특성에 관한 연구
Study on Corrosion Characteristics of Zr-Sn and Zr-Nb-Sn Alloys
초록
핵연료 피복관 재료로 사용되고 었는 Zr 합금의 부식특성율 개선하기 위하여 Zr-xSn 2원계 합금과 Zr-0.4Nb-xSn 3원계 합금을 제조하여 부식특성을 평가하였다. 부식 실험은 360℃ 물 분위기의 mini-autoiflave에서 수행하였다. 2원계 합금의 경우 Sn이 0.5, 0.8, 1.5wt.% 첨가된 합급에서는 15 일에서 속도천이가 발생한 후 급격한 부식 가속 현상이 나타났으나, 2.0wt.% 가 첨가된 합금의 경우 80 일까지의 부식 실험에서도 천이 현상을 보이지 않는 매우 높은 부식 저항성을 보였다. 3원계 합금에서는 Sn 함량이 증가할수록 부식이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 경향은 2원계 합금과 3원계 합금에서 Sn 의 고용도 차, 미량 첨가된 Nb의 영향 및 석출물의 특성과 관련이 있는 것으로 생각된다. 또한 Zr-xSn, Zr-O.4Nb-xSn 합금의 부식은 tetragonal-ZrO2의 분율과 수소 홉수율에 의해서 제어될 수도 있다.
To evaluate the effect of Sn on the corrosion behavior of Zr alloys for nuclear fuel claddings, the corrosion tests on the binary Zr-xSn and the ternary Zr-O.4Nb-xSn alloys were performed in water at 360℃. The binary alloys containing 0.5, 0.8 and 1.5wt.% Sn showed the transition corrosion rate at 15 days. On the other hand, the binary alloy containing 2.0wt.% Sn showed a good corrosion resistance without the transition of corrosion rate up to 80 days. The corrosion rate of the ternary alloy increased with increasing Sn content. The difference of corrosion behaviors between binary and ternary alloys is considered due to the different solubility of Sn, Nb content and precipitates. The corrosions of Zr-xSn and Zr-O.4Nb-xSn alloys would be controlled by the fraction of tetragonal- ZrO2 and the amount of hydrogen pick-up.
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