强激光与粒子束

作者：龙重, 薛亚斌, 徐庆东, 罗丽珠, 陆雷, 胡殷, 刘柯钊,

关键词：贫化铀, 等离子氮化, 表面处理, 抗腐蚀,

为了提高贫化铀表面耐腐蚀性能，利用三种等离子氮化技术（等离子源离子注入Plasma Source Ion Implantation——PSII、辉光放电等离子氮化Glow Discharge Plasma Nitriding——GDPN、空心阴极等离子氮化Hollow Cathode Plasma Nitriding——HCPN）在贫化铀表面制备了氮化层。通过多种材料分析手段对氮化层成分、结构、化学状态进行了分析。三种氮化层中的氮化物都以α-U2N3为主，由于金属铀与氧的亲和力较强，三种等离子氮化过程都不同程度地引入了氧杂质。PSII可以突破热力学平衡，将部分氧化物转化为氮化物。GDPN和HCPN则通过表面反应和热扩散形成氮化物层。HCPN技术对控制氧杂质有一定优势，可以显著降低氮化层中氧杂质含量。湿热腐蚀和电化学测试表明，等离子氮化可以明显提升贫化铀的抗腐蚀性能，HCPN和GDPN的提升程度要优于PSII，而HCPN技术最优。本文的研究结果可为活性金属的等离子氮化处理提供参考。

来源：2024年第12期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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