面向高温液态 PbLi 应用的电绝缘 Al2O3 涂层的开发与验证
应用物理
2021-12-07 v1
摘要
电绝缘涂层对于与聚变发电厂相关的液态金属增殖剂/冷却剂系统具有重要意义。具体到 Pb-16Li 共晶（一种候选增殖剂材料），此类涂层因其对各种功能性的关键作用而正被积极研究。对于此类应用，候选涂层必须证明其能与腐蚀性介质相容、耐受高运行温度，并在长时间内保持电绝缘完整性而不发生显著退化。目前，尚无相关的原位绝缘电阻（IR）数据可用于评估 PbLi 环境中涂层基底的性能。为弥补这一不足，IPR 开展了一项实验研究，致力于在 SS-316L 基底上施涂高纯氧化铝涂层，并在静态 PbLi 环境中进行进一步严格验证。所采用的涂层工艺需要低温热处理（< 430°C），并可获得平均厚度在 100–500 微米范围内的涂层。涂层样品在静态 PbLi 中经过两轮测试活动验证其电绝缘完整性，连续时长分别超过 700 h 和 1360 h，包括热循环，运行温度介于 300°C–400°C。估算的体积电阻率保持在 10^9–10^11 欧姆·厘米量级而无显著退化。原位估算的热降额因子表明，在长期暴露于液态 PbLi 后具有优异的电绝缘特性。本文介绍了所采用的涂层施加方法、涂层厚度估算、液态金属测试装置、绝缘性能以及来自被测样品 SEM/EDX 和 XRD 分析的关键观察结果。
引用
@article{arxiv.2107.03244,
title = {Development and validation of electrical-insulating Al2O3 coatings for high-temperature liquid PbLi applications},
author = {Abhishek Saraswat and Chandrasekhar Sasmal and Ashokkumar Prajapati and Rajendraprasad Bhattacharyay and Paritosh Chaudhuri and Sateesh Gedupudi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.03244},
year = {2021}
}