论文部分内容阅读
太阳能热发电作为一种新的发电方式,因其无污染,可持续发展等优点,具有非常广阔的发展前景。熔融盐是太阳能热发电中关键的传热蓄热介质,对于整个太阳能热发电装置具有非常重要的影响。但是熔融盐具有强腐蚀性,回路管道、储盐器等金属材料都面临着熔融盐严重腐蚀的问题,因此提升金属材料在熔融盐中的耐蚀性是太阳能发电领域内一个重要的研究课题。316L不锈钢是一种耐蚀性较强且成本较低的的金属材料,可以作为太阳能热发电中的候选结构材料。本文首先以316L不锈钢作为腐蚀基体,研究其在(Na,K)2CO3-(Na,K)Cl熔盐体系中的腐蚀行为,以及316L不锈钢进行电镀镍、粉末渗铬等工艺处理,研究其在(Na,K)2CO3-(Na,K)Cl熔融盐中的耐蚀性。综合采用SEM、XRD以及EDS等分析方法对316L不锈钢的渗铬工艺、316L不锈钢和渗铬316L不锈钢在(Na,K)2CO3-(Na,K)Cl中的腐蚀行为进行研究,对比分析这两种腐蚀试样在熔融盐中的耐蚀性以及腐蚀机理,结果表明:在316L不锈钢粉末渗铬过程中,渗铬温度、Cr粉粒径、Cr粉浓度等因素对于渗铬工艺有明显的影响。在一定范围内,渗铬温度越高、Cr粉粒径越小、Cr粉浓度越大,越有利于316L不锈钢渗铬。最终得出316L不锈钢粉末渗铬的最佳渗铬工艺条件:真空度为1×10-1 Pa,保温时间为180 min,Cr粉粒径为50μm,渗铬温度为1100℃,渗铬剂中Cr粉浓度为40%。将316L不锈钢基体和渗铬316L不锈钢分别在三种比例熔融盐中腐蚀50 h。结果表明,316L不锈钢基体表现出的耐蚀性较差,腐蚀方式主要是晶间腐蚀,腐蚀产物为FeCr2O4,且腐蚀程度随着熔融盐中氯盐含量的增大而增大。渗铬316L不锈钢的腐蚀产物为Cr2O3,当氯盐含量为20%以下时,由于形成了连续的富Cr氧化层,表现出优异的耐蚀性能,耐蚀性远远好于316L不锈钢基体;当氯盐含量大于30%时,富Cr氧化层出现断层,其耐蚀性达不到使用要求。316L不锈钢基体和渗铬316L不锈钢在熔融盐中的耐蚀性差异主要是由于后者含有大量的Cr和Ni元素,而Cr和Ni元素有助于提升316L不锈钢的耐蚀性。