Abstract
To evaluate the effect of Sn on the corrosion behavior of Zr alloys for nuclear fuel claddings, the corrosion tests on the binary Zr-xSn and the ternary Zr-0.4Nb-xSn alloys were performed in water at $360^{\circ}C$. The binary alloys containing 0.5, 0.8 and 1.5wt.% Sn showed the transition corrosion rate at 15 days. On the other hand, the binary alloy containing 2.0wt.% Sn showed a good corrosion resistance without the transition of corrosion rate up to 80 days. The corrosion rate of the ternary alloy increased with increasing Sn content. The difference of corrosion behaviors between binary and ternary alloys is considered due to the different solubility of Sn, Nb content and precipitates. The corrosions of Zr-xSn and Zr-0.4Nb-xSn alloys would be controlled by the fraction of tetragonal-$ZrO_2$and the amount of hydrogen pick-up.
핵 연료 피복관 재료로 샤용되고 었는 Zr 합금의 부식특성을 개선하기 위하여 Zn-xSn 2원계 합금과 Zr-0.4Nb-xSn 3원계 합금을 제조하여 부식특성을 평가하였다. 부식 실험은 $360^{\circ}C$ 물 분위기의 mini-autoclave에서 수행하였다. 2원계 합금의 경우 Sn이 0.5, 0.8, 1.5wt.% 첨가된 합금에서는 15일에서 속도천이가 발생한 후 급격한 부식 가속 현상이 나타녔으나, 2.0wt.% 가 첨가된 합금의 경우 80일까지의 부식 실험에서도 천이 현상을 보이지 않는 매우 높은 부식 저항성을 보였다. 3원계 합금에서는 Sn 함량이 증가할수록 부식이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 경향은 2원계 합금과 3원계 합금에서 Sn의 고용도 차, 미량 첨가된 Nb의 영향 및 석출물의 특성과 관련이 잇는 것으로 생각된다. 또한 Zr-xSn, Zr-O.4Nb-xSn 합금의 부식은 tetragonal-$ZrO_2$의 분율과 수소 흡수율에 의해서 제어될 수도 있다.
