Une équipe de recherche dirigée par Jiang Zhizhong des Instituts Hefei des sciences physiques (HFIPS) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a trouvé une structure en nid d’abeille dans des régions localisées au sommet de la couche de magnétite sur l’acier martensitique et a analysé sa raison de formation et traiter.
Les petits réacteurs nucléaires, en particulier les réacteurs rapides refroidis au plomb avec un alliage eutectique plomb-bismuth (LBE) comme fluide de refroidissement principal, ont de bonnes perspectives d’application dans l’énergie marine, l’alimentation électrique régionale, le dessalement de l’eau de mer et d’autres domaines. Cependant, une corrosion par oxydation homogène ou une corrosion par dissolution peut se produire dans les matériaux en acier, et une infiltration de LBE et une corrosion par piqûres peuvent également se produire dans des zones locales, en raison de la forte solubilité du fer, du chrome et du nickel dans le LBE à haute température. La corrosion par piqûres est l’une des formes de corrosion les plus destructrices, qui affectera sérieusement le fonctionnement sûr à long terme des petits réacteurs rapides refroidis au plomb.
« La structure en nid d’abeilles est composée de nombreux pores pauvres en oxygène et de branches en forme de filet environnantes », a déclaré Luo Lin, membre de l’équipe de recherche. « Une faible concentration en oxygène favorise la formation de structures en nid d’abeilles en un temps plus court et dans plus de zones. »
De plus, la taille des pores et la zone pauvre en oxygène augmentaient avec le temps de corrosion. À 2 000 heures, la zone pauvre en oxygène s’étendait à la couche de magnétite et à la couche de spinelle sous les pores, entraînant davantage de lacunes en oxygène dans les couches ci-dessus.
« La structure en nid d’abeilles peut devenir un point de nucléation de la corrosion par piqûres et favoriser le développement de la corrosion par piqûres », a déclaré Luo.
Cette étude montre que la présence d’une structure en nid d’abeille signifie que la faible concentration en oxygène dissous dans le LBE est faible, ce qui nécessite une conception optimale du système de contrôle de l’oxygène.
La recherche a été publiée dans Sciences de la corrosion.
Lin Luo et al, structure en nid d’abeille avec des pores pauvres en oxygène au sommet de la couche de magnétite sur un CLAM en acier martensitique exposé à un eutectique plomb-bismuth à 500 ºC, Sciences de la corrosion (2022). DOI : 10.1016/j.corsci.2022.110410