Estrutura em favo de mel com poros pobres em oxigênio encontrados em escamas de óxido em pequenos materiais de reator à base de chumbo
Estruturas em favo de mel em regiões localizadas no topo da camada de magnetita em um aço martensítico após corrosão em LBE. Crédito:Luo Lin
Uma equipe de pesquisa liderada por Jiang Zhizhong do Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) encontrou uma estrutura de favo de mel em regiões localizadas no topo da camada de magnetita em aço martensítico e analisou sua razão de formação e processo.
Os reatores nucleares pequenos, especialmente os reatores rápidos refrigerados a chumbo com liga eutética de chumbo-bismuto (LBE) como principal refrigerante, têm boas perspectivas de aplicação em energia marítima, fornecimento de energia regional, dessalinização de água do mar e outros campos. No entanto, corrosão por oxidação homogênea ou corrosão por dissolução pode ocorrer em materiais de aço, e infiltração de LBE e corrosão por pites também podem ocorrer em áreas locais, devido à alta solubilidade de ferro, cromo e níquel em LBE em alta temperatura. A corrosão por pite é uma das formas de corrosão mais destrutivas, que afetará seriamente o serviço seguro a longo prazo de pequenos reatores rápidos refrigerados a chumbo.
"A estrutura do favo de mel é composta por muitos poros pobres em oxigênio e ramos semelhantes a redes circundantes", disse Luo Lin, membro da equipe de pesquisa. "A baixa concentração de oxigênio promove a formação de estruturas em favo de mel em menos tempo e em mais áreas."
Além disso, o tamanho dos poros e a área pobre em oxigênio aumentaram com o tempo de corrosão. Em 2.000 horas, a zona pobre em oxigênio se estendeu para a camada de magnetita e a camada de espinélio abaixo dos poros, resultando em mais vacâncias de oxigênio nas camadas acima.
(uma). Morfologia transversal do aço exposto ao LBE contendo 10-7% em peso de oxigênio por 2.000 horas; (b)-(f). Resultados da varredura do mapa de espectroscopia dispersiva de energia da área indicada pela caixa azul em (a). Crédito:Luo Lin
"A estrutura em favo de mel pode se tornar um ponto de nucleação de corrosão por pites e promover o desenvolvimento de corrosão por pites", disse Luo.
Este estudo mostra que a presença de estrutura em favo de mel significa que a baixa concentração de oxigênio dissolvido no LBE é baixa, o que requer um projeto ideal do sistema de controle de oxigênio.
A pesquisa foi publicada em
Corrosion Science .
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