Создание коррозионностойких покрытий на конструкционных материалах, устойчивых к воздействию фторидных расплавов.

Проект направлен на создание коррозионностойких покрытий на поверхности конструкционных материалов, стойких во фторидных солевых расплавах. Высокая коррозионная активность фторидных расплавов является основным препятствием на пути реализации данной ядерно-энергетической установки. Наиболее подходящими материалами для эксплуатации во фторидных расплавах являются никелевые сплавы. Однако крайне агрессивные условия эксплуатации приводят к их коррозионному, механическому и радиационному деградированию, что не позволяет уверенно прогнозировать их срок эксплуатации в долгосрочной перспективе. Одним из вариантов решения данной проблемы является нанесение коррозионностойких защитных покрытий на поверхность сплавов. Данный метод позволяет одновременно сохранить механические свойства конструкционного материала и повысить его коррозионную стойкость. На сегодняшний день в качестве коррозионностойких покрытий для жидкосолевого реактора наиболее перспективными являются металлокерамики - нитриды алюминия, титана, циркония, карбиды вольфрама, кремния, хрома, а также покрытия из чистых металлов (никель, молибден) и их композиций. Поскольку список включает материалы с разными физико-химическими свойствами для синтеза покрытий на их основе потребуются различные методы. В настоящем проекте будут исследованы такие методы нанесения покрытий как: высокоскоростное кислородно-топливное напыление (HVOF), плазменное напыление, ионно-плазменное вакуумно-дуговое осаждение из газометаллической фазы и гальваническое осаждение никеля. Преимущества HVOF заключаются в том, что такой подход позволяет получать покрытия из металлов, их сплавов и интерметаллидов, а также из ряда керамик (карбид вольфрама) с низкой пористостью (менее 1%), высокой адгезией (> 50Мпа) и низким содержанием оксидов (около 1%). Метод плазменного напыления позволяет наносить металлокерамические соединения такие как оксиды, силициды, карбиды. За счет высокой степени ионизации вакуумно-дуговой плазмы, широкого диапазона рабочего давления и возможности регулировки параметров процесса синтеза покрытий в широком диапазоне (ток разряда, давление рабочего газа, напряжение смещения и др.) данная технология позволяет целенаправленно воздействовать на структурные и физико-механические характеристики получаемых конденсатов. Четвертая технология, которая позволяет наносить покрытие на основе никеля как на внешнюю, так и на внутреннюю поверхность изделий – это электрохимическое (гальваническое) и химическое осаждение никеля из растворов, или никелирование. К преимуществам данного метода относят возможность наносить равномерное покрытие на сложные детали плотным слоем с однородной структурой и толщиной от 1 до 50 мкм. Полученные образцы с покрытиями будут подвержены коррозионным испытаниям в солевой системе FLiNaK, содержащей UF4 для оценки эффективности их коррозионной стойкости и прочности.