نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• هادی عادلخانی ¹
• فاطمه پارسایان ¹
• لیلا ایران نژاد ²

¹ پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران- ایران

² آزمایشگاه مرکزی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران- ایران

چکیده

در این مقاله آلیاژ ۵۰۵۲، به‌عنوان یکی از آلیاژهای پیشنهادی آلومینیم برای استفاده در ساخت غلاف سوخت‌های هسته‌ای، انتخاب و رفتار خوردگی آن در الکترولیت حاوی NaCl و Na2SO4 مورد مطالعه قرار گرفته است. از رو‌ش‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی و امپدانس الکتروشیمیایی برای مطالعات خوردگی و از روش‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning Electron Microscopy, SEM)، طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (Fourier-Transform Infrared Spectroscopy, FTIR) و پراش پرتو ایکس (X-ray Diffraction, XRD) برای مطالعات مورفولوژی و مشخصه‌یابی محصولات خوردگی آلومینیم 5052 استفاده شده است. در الکترولیت Na2SO4 افزایش زمان تماس الکترولیت با نمونه، باعث بهبود مقاومت خوردگی نمونه شده است به‌طوری‌که جریان خوردگی کاهش یافته (جریان خوردگی از 10-5.4 mA/cm2 برای 1 ساعت به 10-6 mA/cm2 برای 11 روز رسیده است) و آلومینیم 5052 محدوده پتانسیل روئین‌شدگی گسترده‌تر و جریان روئین‌شدگی کمتری را در 11 روز نشان داده است. در الکترولیت NaCl، افزایش زمان تماس الکترولیت تقریبا باعث حذف منطقه روئین‌شدگی شده است. ایجاد خوردگی حفره‌ای و تشدید اندازه/ تعداد حفره‌ها از دیگر اثرات مشاهده شده به‌دلیل افزایش زمان تماس الکترولیت NaCl با آلومینیم 5052 است. این نتایج نشان می‌دهد که با افزایش زمان تماس الکترولیت با نمونه‌ها، ترکیب شیمیایی الکترولیت (حضور یا عدم حضور آنیون‌های کلر و سولفات) بیشتر بر رفتار روئین شدگی آلومینیم 5052 تاثیرگذار است. هم چنین اعمال تنش کششی، اثری تخریبی بر لایه روئین‌کننده را نشان داد. به‌طوری‌که اعمال تنش باعث حذف رفتار روئین‌شدگی در آلومینیم 5052 شده است.

کلیدواژه‌ها

• آلومینیم
• آلیاژ ۵۰۵۲
• خوردگی
• غلاف سوخت
• زمان
• تنش کششی

موضوعات

• چرخه سوخت هسته‌ای و مواد سوختی

عنوان مقاله [English]

The Effect of Time and Tensile Stress on the Corrosion Behavior of Aluminum 5052 in NaCl and Na2SO4 Electrolytes

نویسندگان [English]

• Hadi Adelkhani ¹
• Fatemeh Parsayan ¹
• leyla irannejad ²

¹ Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O. Box:11365-8486, Tehran-Iran

² Central Laboratory, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O. Box:11365-8486, Tehran-Iran

چکیده [English]

In this paper, aluminum 5052 (AA 5052), as one of candidate alloys for nuclear fuel clad, has been selected and its corrosion behavior have been studied in electrolyte containing NaCl and Na2SO4. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance methods have been used to investigate corrosion of AA 5052. The morphology and characterization studies of corrosion products are carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD) and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) methods. In the Na2SO4 electrolyte, the corrosion resistance of the sample has improved by increasing the time, as that the corrosion current has decreased from 10-5.4 mA/cm2 for 1 hour to 10-6 mA/cm2 for 11 days, and AA 5052 has shown a wider passivation potential range (ΔEpass) and less passivation current (ipass) in 11 days. The pitting corrosion, elimination of passivation zone and increasing number and size of pits have been seen by increasing the time in NaCl electrolyte. These results confirms that the influence of time on the passivation behavior of AA 5052, preliminary depended on the chemical composition of the electrolyte (presence or absence of chlorine and sulfate anions). Also employing of tensile stress shows a destructive effect on the passive layer as the passivation behavior of AA 5052 has eliminated by the application of tensile stress.

کلیدواژه‌ها [English]

• Aluminum
• AA 5052
• Corrosion
• Fuel Clad
• Time
• Tensile Stress