Оценка механических свойств и адгезии SiC-покрытий на подложках Zr-1Nb, приготовленных методом селективного лазерного спекания

Abstract

Основная цель исследования - предложить наиболее дешевые и точные средства контроля дефектов в покрытиях SiC на подложках из сплава Zr-1Nb для исследований оболочек ядерного топлива. Микрокомпозиты SiC были нанесены на подложки из сплава Zr-1Nb толщиной 200 мкм для оценки механической адгезии и адгезии к царапинам при исследованиях оболочек твэлов. Результаты микровдавливания доказывают, что Zr-сплав с покрытием SiC имеет большую твердость, а также более высокие модули упругости при вдавливании по сравнению с таковым у Zr-сплава без покрытия, что проявляется в меньшей глубине проникновения покрытия. Эффект адгезии к макроцарапинам обоих вариантов покрытия обеспечил отличную адгезию, а также разумную глубину проникновения иглы около 25 мкм.

The main goal of this research is to propose most cheaper and accurate means of monitoring defects in SiC coatings on Zr-1Nb alloy substrates for nuclear fuel cladding studies. SiC micro-composites were deposited on Zr-1Nb alloy substrates at 200 µm thick for mechanical and scratch adhesion evaluations towards fuel cladding studies. Micro Indentation results proves SiC coated Zr-alloy having greater hardness as well as higher indentation elastic moduli compared to that of uncoated Zr-alloy which manifested in the lower depth penetration of the coating. Macro scratch adhesion reults of both coating variants yielded excellent adhesibility as wells as reasonable depth penetrated by the stylus of about 25 µm.