近日，中科院合肥研究院核能安全所黄群英研究员项目组在利用稀土元素改善CLAM钢耐液态金属腐蚀研究方面取得新进展，研究成果发表于国际腐蚀领域知名期刊Corrosion Science上。 

　　 以液态铅铋合金（Lead Bismuth Eutectic, LBE）作为主冷却剂的铅基反应堆，因其具备安全性、易于小型化等优点，未来有望应用于内陆偏远地区、远海及航天供电。然而，LBE会对结构材料产生一定的腐蚀，并可能影响其服役安全性及寿命。目前业内主要通过控制LBE中的溶解氧浓度、涂敷涂层，加入Al、Si等致密氧化层生成元素等方法，改善材料耐LBE腐蚀性能，从而推进铅基反应堆工程化商业应用。

　　 CLAM钢因其具有高热导率、低热膨胀系数及良好的抗辐照性能等优点，是铅基反应堆候选结构材料之一。稀土元素Ce易偏聚于晶界并改善晶界稳定性，因此近年来其在钢中的应用获得广泛研究，但其是否有益于改善结构材料耐LBE腐蚀性能尚不清楚。 

　　 针对上述问题，研究人员开展了500℃、10-6wt%溶解氧浓度LBE环境下CLAM钢与Ce-CLAM钢样品腐蚀行为研究，结果显示：Ce主要存在于晶界处，有效降低了晶界上M23C6的数量，减少了晶界附近的贫Cr区域，增强了晶界的稳定性（图1）；随着腐蚀时间的增加，两种样品表面氧化膜厚度均逐渐增大（图2），且Ce-CLAM样品氧化膜生长速率常数kp约为CLAM试样的1/2，表明微量Ce的添加改善了CLAM钢的耐LBE腐蚀性能；在此基础上提出了稀土元素Ce改善耐LBE腐蚀性能的机理模型（图3）。该研究可为铅冷快堆结构材料耐LBE腐蚀性能优化设计提供实验数据与理论参考。 

　　本研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院青年创新促进会及中国科学院国际合作项目的资助。