Studium fázových transformací Zr-slitin při vysokých teplotách metodami rtg difrakce

Abstract

Práce se zabývá studiem vysokoteplotních fázových transformací slitiny zirkonia na bázi Zr-Nb s použitím metod rentgenové difrakce "in situ". Díky fyzikálním, chemickým a mechanickým vlastnostem jsou tyto materiály využívány pro ochranné vrstvy palivových tyčí jaderného paliva. V současnosti je jednou z významných oblastí výzkumu studium chování zirkoniových slitin během havárie typu LOCA (Loss-of-Coolant Accident). Během této havárie dochází vlivem úniku chladiva k rychlému ohřevu zirkoniové slitiny a k její fázové transformaci. Experimentální program zahrnuje čtyři skupiny experimentálních vzorků, na nichž byla měřena rentgenová difrakce "in situ". Vzorky byly exponovány při různých průbězích vysokoteplotního ohřevu a ochlazování. Pro měření byla použita jednak slitina typu E110G na bázi zirkonia a niobu a pro porovnání výsledků také vzorky čistého zirkonia. Použité experimentální vybavení, tedy vakuovaná vysokoteplotní komora, která byla součástí automatického práškového difraktometru, umožnila sledování fázových transformací prakticky v reálném čase. Během měření byla posuzována řada faktorů ovlivňujících vysokoteplotní fázové transformace, jako například rychlosti ohřevů na vysoké teploty a obsah intersticiálních plynných prvků. Vzhledem k poměrně silnému odplyňování povrchu vzorků obou experimentálních materiálů během pobytu na vysoké teplotě bylo provedeno detailní měření tlaku v průběhu celé vysokoteplotní expozice.