3D打印AlSi10Mg合金在超临界CO_(2)中的腐蚀行为OA

铝合金因其优异的热中子吸收能力,在第4代核反应堆的包壳和堆芯结构中具有显著的应用潜力。该文采用分子动力学、热力学和腐蚀实验方法研究铸造和3D打印AlSi10Mg合金在300℃、15 MPa超临界CO_(2)环境中的腐蚀行为。结果表明,铸造AlSi10Mg合金中Mg_(2)Si的偏析行为导致其表面形成不连续、不完整的Al_(2)O_(3)氧化膜,而3D打印AlSi10Mg合金中Al、Si、Mg元素分布均匀,形成连续完整的Al_(2)O_(3)氧化膜。CO_(2)分子在AlSi10Mg合金表面吸附后分解为CO分子和游离碳,部分CO气体分子弥散在富Al氧化膜附近的气体环境中。由于游离碳与Al和Si的成键键长过长,不能形成稳定的碳化物结构,导致碳以游离状态沉积在Al_(2)O_(3)氧化膜表面,无法渗透至氧化膜和基体中。因此,3D打印AlSi10Mg合金在超临界CO_(2)环境中的耐腐蚀性能和抗渗碳性能优于铸造AlSi10Mg合金。研究结果可为第4代超临界CO_(2)核反应堆材料遴选提供依据。