Разработка защитного покрытия на основе нитрида титана для снижения водородопроницаемости циркониевого сплава Zr-1%Nb

Проект направлен на исследование механизмов снижения водородопроницаемости сплава Zr-1%Nb путем нанесения защитных покрытий вакуумными ионно-плазменными методами. В рамках проекта исследуются сорбционные характеристики, структурно-фазовое состояние, эволюция микроструктуры циркониевого сплава Zr-1%Nb в зависимости от режимов наводороживания, а также влияние состава, структуры, толщины и морфологии покрытий нитрида титана на сорбционные характеристики материала.В результате выполнения проекта планируется получить следующие результаты: Этап 1. Исследование взаимодействия водорода с покрытиями нитрида титана, нанесенными на циркониевый сплав Zr-1%Nb методом магнетронного распыления и вакуумно-дугового осаждения, в зависимости от технологических параметров (магнетронное напыление: соотношение газов Ar/N2 от 0,25 до 3, давление в камере от 0,08 до 0,5 Па, время напыления от 5 до 100 мин; вакуумно-дуговое осаждение: ток дугового разряда от 50 до 110 А, давление азота в камере от 0,5 до 1,5 Па, потенциал смещения от 0 до 500 В, время напыления от 5 до 100 мин); результаты расчетов скорости сорбции водорода образцами циркониевого сплава при температуре наводороживания 350 и 450 °C; профили распределение элементов в образцах циркониевого сплава до и после насыщения водородом при температурах от 350 и 450 °C; статьи в рецензируемых научных изданиях. Этап 2. Исследование механизмов снижения водородопроницаемости циркониевого сплава Zr-1%Nb с покрытием нитрида титана: закономерности изменения структурно-фазового состояния, морфологии, толщины покрытий в зависимости от технологических параметров напыления и наводороживания; результаты расчетов энергии связи водорода в циркониевом сплаве с покрытием нитрида титана после наводороживания при температурах 350 и 450 °C; результаты расчета скорости диффузии водорода в цирконии и покрытии нитрида титана путем прямого измерения времени прохождения водорода сквозь образец; статьи в рецензируемых научных изданиях; доклады на международных конференциях. Результатом выполнения проекта будут экспериментальные закономерности взаимодействия водорода с покрытием нитрида титана, нанесенным на циркониевый сплав Zr-1%Nb, будут предложены механизмы снижения водородопроницаемости покрытий и рекомендованы необходимые структурные и функциональные характеристики покрытий нитрида титана для защиты от проникновения водорода.