Wissenschaftliche Berichte – FZKA 6612

Korrosionsverhalten von tritiumpermeationshemmenden Schichten auf Aluminium-basis in strömendem Pb-17Li

Zusammenfassung

Das Korrosionsverhalten von drei unterschiedlich hergestellten Fe-Al Schichten auf ferritisch-martensitischen Stählen wurde im Flüssigmetallkreislauf „PICOLO“ in strömendem Pb-17Li bei 480 °C bei Einsatzzeiten bis zu 10000 h untersucht. Die Schichten wurden im FZK mittels HDA (Hot-Dip Aluminising), von CEA mittels CVD (Chemical Vapour Deposition) und von JRC Ispra mittels VPS (Vacuum Plasma Spraying) hergestellt.

Es konnte gezeigt werden, dass Schichten, die mittels HDA und VPS hergestellt worden sind, in strömendem Pb-17Li bei bis zu 10000 h keinen Korrosionsangriff aufzuweisen hatten. Dagegen konnte eine Wechselwirkung der CVD beschichteten Proben mit dem Flüssigmetall detektiert werden. Mit zunehmender Auslagerungsdauer nimmt die Dicke der Schicht und auch deren Aluminiumkonzentration in der Fe-Al-Schicht signifikant ab.

Abstract

The corrosion behaviour of three Fe-Al coatings prepared by means of chemical Vapour Deposition (CVD) by CEA, Hot-Dip Aluminising (HDA) by FZK and Vacuum Plasma Spraying (VPS) by IRC Ispra on ferritic-martensitic steels was studied in the PICOLO loop in flowing Pb-17Li at 480 °C for up to 10000 h.

In spite of the fact that the Fe-Al layers which were produced by means of HDA and VPS are not yet optimised with respect to the formation of reproducible uniform thick layers, the corrosion resistance could be demonstrated in flowing Pb-17Li at 480 °C up to 10000 h.

An interaction between CVD coated specimens and the eutectic melt was clearly observed. With increasing exposure time the thickness and the concentration of Al in the Fe-Al layer decreased considerably.