经过多年技术开发与经验积累，中央研究开展的“反应堆结构部件耐环境损伤的表面涂层关键技术及应用”项目荣获2022年电力科技成果“金苹果奖”一等奖，该技术利用表面涂层技术提高能源电力关键部件在事故工况和长期腐蚀环境下的安全性和可靠性，不仅可用于核电材料离子辐照后热物性的测试，对指导太阳能光热发电领域集热管热膨胀系数和微区热导率测试标准的制定及电力行业的发展提供了具有价值的创新成果和技术支撑。

项目主要负责人接受现场答辩

成果简介

本研究针对能源电力关键部件的运行环境和面临的腐蚀氧化等问题，采用表面防护层技术提高压水堆锆合金燃料包壳的耐腐蚀和抗氧化性能；形成的测试数据应用于搭建的核能材料数据库系统，在数据积累上具有一定的深度和先进性，实现了核能材料数据库的更新及可持续发展；掌握的热物理性能测试装置技术解决了材料微区热导率直接测试的难题。

获奖证书

成果创新点

1.开发了国内首个利用PVD技术对锆合金包壳管表面涂层以及采用电化学进行内表面涂层的技术及装置，掌握了管状结构材料的涂层制备，形成具有自主知识产权的燃料包壳表面改性技术；

2.通过过渡层和组分的设计实现了涂层结合力和质量的控制；

3.开发了国内首个针对薄壁小管涂层样品热物性测量技术；

4.国内首次实现电化学法在镍基合金上致密防护层的制备，从镍基盐一步获得具有良好性能的纯镍；

5.自主研发了旋转阳极技术，满足了平板样品的制备，同时保证了镍基合金管内外壁防护层的致密性、完整性和均匀性；

6.采用导流技术在管状部件内壁获得纯镍防护层，在700℃高温液态氟盐且400小时以上的环境中未发现腐蚀。该成果具有自主知识产权，成果达到国际先进和国内领先水平，具有良好的经济效益、社会效益和应用推广前景。

应用领域

本项目产生的成果在实验室阶段已经成熟，未来在石油、化工、风电、火电和太阳能等行业领域管道、异形部件等特殊及常规部件的表面防护进行技术移植或技术参考。例如，石油化工领域关键传输管道内壁防腐；二、三、四代反应堆回路管和传热管等部件的管道防腐以及极端环境下的防腐；火电烟囱防腐、风电塔筒、叶片的防腐，太阳能光热传输管的内壁腐蚀防护等。

推广应用效果

项目建立的涂层制备装置技术和热物性测量新技术得到了行业专家的认可，并于2021年通过了CNAS认证，具备出具第三方认证测试报告的测试能力，并已开始实验室规模镍基合金和不锈钢等材料及部件防腐。该技术成果吸引了国核铀业、国家电投重燃公司、西北工业大学等多家用户的关注，未来可以在对环境要求苛刻的能源领域的管材及大型部件的腐蚀与防护中应用。

图1 锆合金包壳管内、外壁涂层制备设备及部分样品图

图2 实验装置示意图 

图3 电化学镀镍样品图