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摘要
为了提高包壳用锆合金的耐高温腐蚀性能，采用等离子增强物理气相复合沉积（PPC）技术在Zr-4合金试样表面制备了厚度为15μm的Cr涂层，并对其性能进行了表征。通过在（420±3）℃，（10.3±0.7）MPa高温高压蒸汽中进行100 d腐蚀试验，对比了Zr-4基体和Cr涂层试样在高温蒸汽中腐蚀100 d后的耐蚀性能，利用X射线衍射（XRD）分析了涂层的物相，利用扫描电镜（SEM）分析了试样腐蚀后的氧化层厚度及断面形貌，利用能谱（EDS）线扫描分析了腐蚀后试样断面的元素成分，利用金相显微镜（OM）检测试样内部氢化物分布并采用气体分析法测量氢含量。结果表明：采用PPC技术制备的Cr涂层均匀致密，无裂纹、孔洞等缺陷；经高温高压蒸汽腐蚀后，试样表面Cr涂层氧化加重，随着腐蚀时间的延长，基体表面氧化膜厚度逐渐增加，而Cr涂层会发生减薄现象，但剩余涂层连续致密，且基体未出现氧化腐蚀现象，说明Cr涂层具有良好的耐蚀性能；涂层试样比基体具有更低的腐蚀增重率，说明Cr涂层能对基体起到保护作用；Cr涂层部分涂覆的试样涂层与基体过渡区基体侧出现氧化层，但氧化层厚度均匀一致，说明Cr涂层并未加速基体的腐蚀；与Zr-4基体试样相比，Cr涂层明显阻碍了基体的吸氢，减少了氢化物的析出。
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