光觸媒二氧化鈦被覆於304不銹鋼在模擬沸水式反應器環境的防蝕效益研究
早期奈米光触媒主要应用於洁净与自净环境上.近几年此光触媒技术已被应用於保护沸水式反应器(Boiling Water Reactor,BWR)的组件,研究发现二氧化钛被覆在BWR组件表面後,可抑制304不锈钢组件的沿晶应力腐蚀龟裂(Intergranular Stress Corrosion Cracking,IGSCC).其原理是利用BWR运转时炉心产生的Cherenkov辐射,激发具n型半导体特性的二氧化钛产生自由电子,促使水化学环境中的氧化剂进行还原发应,因而降低氧化剂浓度并抵制金属组件的腐蚀.目前运转中的BWR多采用加氢水化学(Hydrogen Water Chemistry,HWC)技术,来降低组件材料的电化学腐蚀电位,防制IGSCC的发生.然而在较高饲水注氢量(高於0.5ppm)的HWC状态下,会伴随着辐射剂量率增加的副作用.基采用具备抑制特性的二氧化钛被覆,理论上应可在不施行HWC情况下,亦能有效降低组件材料的腐蚀电位与腐蚀速率.本研究采用动态循环热水沉积法,在150℃温度条件下进行已预长氧化膜304不锈钢试片的二氧化钛被覆处理,并观察被覆处理前後试片的表面形貌.我们亦於模拟沸水式反应器水化学环境下,对试片进行电化学极化扫描(electrochemical polarization)分析,以了解304不锈钢施行氧化钛被覆前後的电化学特性差异.结果显示,预长氧化膜试片经被覆处理後,二氧化钛在试片表面呈不均匀分布.在溶氧浓度300ppb具紫外光照射的环境下,二氧化钛处理之试片有明显较低的阴极电流密度及交换电流密度;在紫外光关闭的情况下,经被覆处理与未被覆试片的阴极电流密度则无显着差异,显示具光触媒特性的二氧化钛被覆搭配紫外光照射确实具有腐蚀抑制的效果.
二氧化钛 沿晶龟裂 沸水式反应器 电化学极化扫描 应力腐蚀 防蚀效益
何昶毅 葉宗洸 王美雅
國立清華大學工程與系統科學系 國立清華大學工程與系統科學系;國立清華大學核子工程與科學研究所 國立清華大學原子科學技術發展中心
国内会议
昆明
中文
1-9
2010-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）