Э.А. Карфидов, Е.В. Никитина.
АННОТАЦИЯ
С учетом электрохимической активности хлоридных солевых расплавов проанализированы имеющиеся экспериментальные данные и выявлены фундаментальные закономерности коррозионно-электрохимического поведения металлических материалов на основе никеля в расплавленных галогенидных солевых электролитах, особое внимание уделено взаимосвязи между составом материалов, их свойствами, качеством межфазной границы, составом расплавленного электролита и коррозионными характеристиками и возможными способами защиты от коррозии. При переработке отработавшего ядерного топлива реактора на быстрых нейтронах (ОЯТ РБН) используется расплав LiCl-KCl (0.49:0.51) в инертной атмосфере, все металлические материалы в данном солевом расплаве крайне подвержены коррозии, к тому же в процессе переработки ОЯТ как жидкая (расплав), так и газовая фаза насыщаются продуктами деления, которые могут выступать в качестве дополнительных окислителей, усиливая агрессивность среды. Исследовано коррозионное поведение никеля, а также сплавов на его основе (Ni-Cr и Ni-Ti) в солевом расплаве хлорида лития и калия, содержащем в качестве добавки от 0 до 5 мас. % оксида лития Li2O и трихлорида церия CeCl3. Эксперименты были проведены при температуре 500–700°С в инертной атмосфере аргона в течение 24 ч. Было установлено, что скорость коррозии увеличивается в следующем ряду: Ni < NiCr < NiTi. С увеличением температуры скорость коррозии материала значительно возрастает для каждого исследованного материала. По совокупным данным гравиметрического, микрорентгеноспектрального, атомно-эмиссионного спектрального анализа установлено, что основной причиной коррозии является наличие кислородосодержащих примесей (О2) в газовой атмосфере над расплавом и/или в солевом электролите. Данные примеси вступают преимущественно в реакции с электроотрицательными компонентами сплава – Ti, Cr, с образованием их оксидов нестехиометрического состава, что усиливается при введении в расплав оксида лития за счет увеличения концентрации аниона О2-. Введение в расплав трихлорида церия приводит к образованию на поверхности слоя оксихлорида церия стехиометрического состава, что в свою очередь снижает скорость коррозии, за счет пассивации поверхности и экранирующего эффекта, при повышении температуры данный эффект наблюдается в значительно меньшей степени.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
никель, нихром, коррозия, солевой электролит, хлориды щелочных металлов.
DOI: 10.31857/S023501062205005X