本书以《金属铀的腐蚀与表面防护技术》为主题,在简要介绍了金属铀的腐蚀特性的基础上,着重系统阐述了金属铀表面多种防腐蚀技术。本书第1~4章介绍金属铀的腐蚀特性,包括金属铀的环境腐蚀、电化学腐蚀、组织结构缺陷对铀金属腐蚀行为的影响。第5~9章涵盖了金属铀电镀技术、表面磁控溅射镀膜技术、表面多弧离子镀技术、表面离子注入改性技术、表面氮化改性技术。随着科学技术的快速发展,一些新技术、新方法不断涌现,在第 10章简要介绍了激光除锈技术、电子束处理技术和细晶/纳米化技术在金属铀防腐蚀上的应用。本书可供从事金属铀腐蚀性能与防护研究工作的科技工作者参考，也可供相关领域研究生学习参考。

目录

第 1 章 金属铀的腐蚀与表面防护技术简介

1.1 金属的电化学腐蚀

1.2 局部腐蚀

1.3 大气腐蚀

1.4 腐蚀防护

1.5 小结与展望

参考文献

第 2 章 金属铀的环境腐蚀

2.1 金属铀的基本物理化学性质

2.2 铀的氧化物

2.3 铀 - 氧反应

2.4 铀 - 水反应

2.5 铀 - 水 - 氧反应

2.6 铀 - 氢反应

2.7 铀与其他气体的反应

2.8 铀的其他腐蚀

2.9 小结与展望

参考文献

第 3 章 金属铀的电化学腐蚀

3.1 金属铀的电化学腐蚀特性

3.1.1 金属铀的腐蚀电位

3.1.2 金属铀的钝化特性

3.1.3 金属铀的电化学腐蚀类型

3.2 金属铀的电化学腐蚀影响因素

3.2.1 环境因素

3.2.2 材料因素

3.3 金属铀的电化学研究方法

3.3.1 常规电化学测试技术

3.3.2 微区电化学技术

3.3.3 交流阻抗谱技术

3.3.4 双极性电化学技术

3.4 小结与展望

参考文献

第 4 章 组织结构缺陷对铀金属腐蚀规律的影响

4.1 杂质元素

4.1.1 杂质元素种类及在铀金属中的存在形式

4.1.2 杂质元素的影响

4.2 夹杂

4.2.1 铀材料中夹杂的种类及性质

4.2.2 夹杂的影响

4.3 组织结构

4.3.1 铀材料组织结构特性

4.3.2 组织结构的影响

4.4 表面状态

4.5 组织结构缺陷消除策略概述

4.6 小结与展望

参考文献

第 5 章 金属铀电镀技术

5.1 金属铀电镀技术概述

5.2 电镀基础

5.2.1 直流电镀原理

5.2.2 脉冲电镀原理

5.2.3 镀前处理

5.3 金属铀直流电镀

5.3.1 表面镀 Ni

5.3.2 表面镀 Ni+Zn

5.3.3 表面镀 Zn-Ni 合金

5.3.4 镀层防高性能及机理

5.4 金属铀脉冲电镀镍

5.4.1 电镀镍溶液的选择

5.4.2 电镀液的组成与作用

5.4.3 脉冲电镀实验装置

5.4.4 脉冲电镀参数之间的关系

5.4.5 脉冲电镀镍的组织结构

5.4.6 镀层的显微结构

5.4.7 镀层的截面形貌

5.4.8 镀层晶体的形核长大机制

5.5 脉冲电镀镍镀层性能

5.5.1 镀层的致密性

5.5.2 镀层的防腐蚀性能

5.5.3 镀层的结合性能

5.5.4 镀层的摩擦磨损性能

5.6 金属铀室温熔盐电镀

5.6.1 室温熔盐简介

5.6.2 室温熔盐电沉积研究简介

5.6.3 金属铀室温熔盐电镀研究简介

5.7 小结与展望

参考文献

第 6 章 金属铀表面磁控溅射镀膜技术

6.1 磁控溅射镀膜原理

6.2 表面溅射特性的基本参数

6.2.1 溅射阈值

6.2.2 溅射产额

6.2.3 溅射原子的能量和速度

6.2.4 溅射原子的角分布

6.3 成膜过程

6.3.1 溅射过程

6.3.2 迁移过程

6.3.3 沉积过程

6.4 金属铀表面磁控溅射镀膜主要影响因素

6.4.1 基体表面粗糙度

6.4.2 本底真空度

6.4.3 烘烤温度

6.4.4 偏压

6.4.5 氢分压

6.5 金属铀表面磁控溅射镀膜的耐蚀性能

6.5.1 腐蚀电位

6.5.2 线性极化电阻

6.5.3 动电位极化曲线

6.5.4 电化学阻抗谱

6.5.5 表面形貌及微区成分

6.6 小结与展望

参考文献

第 7 章 金属铀表面多弧离子镀膜技术

7.1 离子镀膜技术概述

7.1.1 离子镀膜技术的发展历程

7.1.2 离子镀膜技术及分类

7.1.3 多弧离子镀膜技术及应用

7.2 多弧离子镀膜沉积过程的理论基础

7.2.1 等离子体物理基础

7.2.2 多弧离子镀膜基础过程

7.2.3 离化率及成分分析效应

7.3 多弧离子镀膜设备及大颗粒的控制技术

7.3.1 多弧离子镀膜设备

7.3.2 大颗粒产生的原因及形成模型

7.3.3 大颗粒数量的控制方法

7.4 金属铀表面多弧离子镀膜主要影响因素

7.4.1 基体负偏压

7.4.2 氩气分压

7.4.3 弧电流强度

7.4.4 本底真空度与加热温度

7.4.5 其他工艺参数

7.5 金属铀表面多弧离子镀膜的耐蚀性能

7.5.1 镀层电化学腐蚀性能

7.5.2 镀层湿热腐蚀性能

7.5.3 镀层浸泡腐蚀性能

7.6 金属铀表面多弧离子镀膜的力学性能

7.6.1 镀层显微硬度

7.6.2 镀层摩擦磨损性能

7.6.3 镀层与基体结合力

7.7 小结与展望

参考文献

第 8 章 金属铀表面离子注入改性技术

8.1 离子注入技术发展概况及其特点

8.1.1 离子注入

8.1.2 离子注入特点

8.1.3 离子注入设备简介

8.1.4 离子注入技术发展

8.2 离子注入物理过程

8.2.1 入射离子在固体中的碰撞和散射

8.2.2 离子在固体中的浓度分布

8.3 离子注入表面化合物的形成

8.3.1 离子注入析出相的形成

8.3.2 离子注入金属间化合物和合金相的形成

8.4 离子注入表面改性机理

8.4.1 离子注入强化机理

8.4.2 离子注入硬化增强及抗摩擦磨损性能增强

8.5 金属铀表面离子注入改性

8.5.1 金属铀表面氮离子注入

8.5.2 碳离子注入改性

8.5.3 金属离子注入

8.6 小结与展望

参考文献

第 9 章 金属铀表面氮化改性技术

9.1 金属铀表面氮化改性技术概述

9.1.1 氮化技术发展简介

9.1.2 氮化技术在铀氮化表面改性中的应用

9.1.3 铀氮化物基本性质

9.1.4 铀氮化物的氧化行为

9.1.5 金属铀表面氮化改性层的氧化行为

9.2 金属铀表面离子氮化改性

9.2.1 离子氮化技术发展史及基本原理

9.2.2 离子氮化装置

9.2.3 氮化过程的主要影响因素

9.2.4 离子氮化处理后的表面状态与组织

9.2.5 离子氮化改性层的性能

9.3 金属铀表面激光氮化改性

9.3.1 激光氮化技术发展史及基本原理

9.3.2 激光氮化装置

9.3.3 改性层的物相

9.3.4 改性层表面形貌

9.3.5 改性层元素分布

9.3.6 改性层腐蚀性能

9.3.7 激光氮化粗糙变化及开裂机制

9.4 小结与展望

参考文献

第 10 章 金属铀其他表面改性技术

10.1 表面调控改性技术概述

10.1.1 影响金属铀腐蚀性能的材料本征因素

10.1.2 铀材料表面组织调控改性技术

10.2 材料表面组织结构机械调控改性

10.2.1 金属铀材料表面组织微细化重加工方法

10.2.2 铀材料微观结构特点及演变机理

10.2.3 微纳结构金属铀的腐蚀行为

10.3 铀材料表面激光改性技术

10.3.1 铀材料表面激光熔凝改性

10.3.2 金属铀表面激光清洗技术

10.4 铀材料电子束表面改性

10.4.1 铀合金电子束表面重熔处理

10.4.2 电子束的纯化作用

10.5 金属铀其他表面改性方向探索

10.5.1 表面合金化

10.5.2 表面高熵化

10.5.3 表面非晶化

10.6 小结与展望

参考文献

 

《中国工程物理研究院科技丛书》出版说明

中国工程物理研究院建院 50 年来，坚持理论研究、科学实验和工程设计密切结合的科研方向，完成了国家下达的各项国防科技任务。通过完成任务，在许多专业领域里，不论是在基础理论方面，还是在实验测试技术和工程应用技术方面，都有重要发展和创新，积累了丰富的知识经验，造就了一大批优秀科技人才。

为了扩大科技交流与合作，促进我院事业的继承与发展，系统地总结我院 50 年来在各个专业领域里集体积累起来的经验，吸收国内外最新科技成果，形成一套系列科技丛书，无疑是一件十分有意义的事情。

这套丛书将部分地反映中国工程物理研究院科技工作的成果，内容涉及本院过去开设过的 20 几个主要学科。现在和今后开设的新学科，也将编著出书，编入本丛书中。

这套丛书自 1989 年开始出版，在今后一段时期还将继续编辑出版。我院早些年零散编著出版的专业书籍，经编委会审定后，也纳入本丛书系列。

谨以这套丛书献给 50 年来为我国国防现代化而献身的人们！

《中国工程物理研究院科技丛书》编审委员会2008 年 5 月 8 日修改Ⅲ