本發(fā)明屬于涂層材料制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法。

背景技術(shù)：

鋯合金包殼管是核燃料的密封外殼，其作用是防止裂變產(chǎn)物逸散、避免燃料受冷卻劑腐蝕以及有效地導(dǎo)出熱能。鋯合金包殼作為放射性燃料棒裂變產(chǎn)物的第一道屏障，它的性能將直接影響到燃料棒在反應(yīng)堆中的安全可靠運行。鋯合金包殼管在堆內(nèi)工作時，受到強烈中子輻照，高溫高壓水以及裂變產(chǎn)物的沖刷和侵蝕，強度升高，延展性下降，腐蝕問題加重，出現(xiàn)扭曲變形，表面氧化層脫落等現(xiàn)象，最終發(fā)生失效而造成核泄露事故。鋯合金包殼管的腐蝕會對燃料棒性能產(chǎn)生不利的影響：使包殼厚度變薄，降低包殼力學(xué)性能，有可能引起包殼破裂；包殼外表面生成的腐蝕層惡化包殼傳熱，導(dǎo)致包殼溫度和蠕變速度升高；包殼的腐蝕反應(yīng)會生成氫氣，包殼會吸收氫而形成氫化物，導(dǎo)致包殼變脆，可能引起氫脆；氧化膜的剝落后富集在冷卻劑中，并在一回路部件上沉積，引起回路部件的腐蝕損失。

2011年3月，在日本福島核電站事故中，無涂層保護的鋯合金包殼管直接與水反應(yīng)生產(chǎn)的氫氣爆炸給核電站造成了最嚴(yán)重的損害，并伴隨有大量的放射性物質(zhì)泄露。為避免類似事故的發(fā)生，非常有必要在鋯合金包殼的外壁負(fù)載保護性涂層，提高包殼在正常和非正常條件下的性能，提高燃料可靠性和包殼完整性，增加核燃料循環(huán)經(jīng)濟性。而避免類似事故的一個重要技術(shù)途徑就是在現(xiàn)有鋯合金包殼表面制備保護涂層，阻止鋯合金包殼管與水發(fā)生反應(yīng)、生成氫氣以及使用過程中的微動磨損。涂層技術(shù)能夠以較低的成本改進(jìn)現(xiàn)有燃料系統(tǒng)的性能，能夠縮短開發(fā)時間和降低開發(fā)費用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法，將配制的保護涂層原料噴涂于在鋯合金包殼管的外壁上，能在鋯合金包殼管的外壁上形成良好的保護涂層材料，提高了鋯合金包殼管的抗氧化性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、按質(zhì)量百分比分別稱取如下物質(zhì)：

保護涂層用主料15％～35％，水50％～84％，聚乙烯醇1％，以上物質(zhì)的總含量為100％；

步驟2、將步驟1中稱取的保護涂層用主料、水及聚乙烯醇混合，得到混合物料；

步驟3、將經(jīng)步驟2得到的混合物料進(jìn)行兩種后處理，得到兩種不同狀態(tài)的鋯合金包殼管用保護涂層原料，具體按照以下方法實施：

第一種后處理方式為：先攪拌經(jīng)步驟2得到的混合物料，使保護涂層用主料、水以及聚乙烯醇混合均勻；然后利用噴霧干燥造粒機對攪拌后的混合物料進(jìn)行造粒；最后進(jìn)行篩分處理，得到團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料；

第二種后處理方式為：對經(jīng)步驟2得到的混合物料進(jìn)行攪拌，使保護涂層用主料、水以及聚乙烯醇混合均勻，得到懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料；

步驟4、取鋯合金包殼管，對鋯合金包殼管的外壁進(jìn)行噴砂處理；

步驟5、采用熱噴涂技術(shù)將經(jīng)步驟3得到的團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料或懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料噴涂于經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管的外壁上，最終在鋯合金包殼管的外壁上形成鋯合金包殼管用保護涂層材料。

本發(fā)明的特點還在于：

保護涂層用主料的成分是3Al₂O₃·2SiO₂、MgAl₂O₄、2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂、MoSi₂或Y₂O₃。

步驟4具體按照以下步驟實施：

將鋯合金包殼管置于噴砂機中，并使鋯合金包殼管以20r/min～40r/min的速度旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)置SiC砂粒的噴槍正對鋯合金包殼管并以20cm/min～40cm/min的速度沿鋯合金包殼管軸向移動向鋯合金包殼管噴SiC砂粒，待從鋯合金包殼管一端開始噴砂至另一端，則噴砂結(jié)束；在噴砂過程中，噴砂壓力為0.2MPa～0.3MPa，噴砂距離為20cm～70cm，所采用的SiC砂粒的平均粒徑為180μm。

在步驟5中：對于團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料，采用等離子噴涂法或火焰噴涂法將其噴涂于鋯合金包殼管外壁上；

采用等離子噴涂法，具體按照以下方法實施：

將經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，且要確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為50r/min～70r/min；對噴砂后的鋯合金包殼管進(jìn)行等離子噴涂，在噴涂過程中：等離子噴涂電壓為30V～35V，噴涂電流為240A～260A，主氣氬氣流量20ml/min～25ml/min，送粉器次氣流量2ml/min～3ml/min，送粉速率8g/min～10g/min，噴涂距離70mm～80mm，噴槍移動速率15cm/min～25cm/min，送粉器內(nèi)裝有團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料；

采用火焰噴涂法，具體按照以下方法實施：

將經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為60r/min～70r/min；對噴砂后的鋯合金包殼管進(jìn)行火焰噴涂，在噴涂過程中：乙炔壓力0.11MPa～0.12MPa，氧氣壓力0.44MPa～0.48MPa，乙炔流量10.0L/min～11.0L/min，噴涂距離70mm～80mm，噴槍移動速度20cm/s，送粉速率10g/min～12g/min，送送粉器內(nèi)裝有團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料。

在步驟5中：對于懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料，則采用懸浮液等離子噴涂法將其噴涂于鋯合金包殼管外壁上，具體方法如下：

將經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為50r/min～70r/min；對噴砂后的鋯合金包殼管進(jìn)行懸浮液等離子噴涂，噴涂功率240KW～260KW，噴涂距離70mm～80mm，噴槍移動速25cm/s～35cm/s，懸浮液泵入速率25mL/min～35mL/min，懸浮液泵送器內(nèi)注入懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法，其中所采用的主要原料為3Al₂O₃·2SiO₂、MgAl₂O₄、Y₂O₃、2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂或MoSi₂，這些物質(zhì)在高溫和水汽環(huán)境下性能較為穩(wěn)定，能通過噴涂工藝在鋯合金包殼管外壁上形成高致密涂層；其中的MoSi₂屬于金屬間化合物，在高溫及水蒸氣氧化下，表面能形成致密的SiO₂薄膜，因體積膨脹能夠封填裂紋和空隙，從而阻止MoSi₂進(jìn)一步氧化，具有良好的抗氧化與抗高溫水汽作用，除此之外，MoSi₂在高溫下具有一定的塑性，抗熱震性能優(yōu)異，能保證與鋯合金包殼管形成牢固結(jié)合而不致脫落。

(2)本發(fā)明鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法，其中涉及鋯合金包殼管用保護涂層原料，而該保護涂層原料的熱膨脹系數(shù)與鋯合金包殼管的熱膨脹系數(shù)接近，不會在升溫或降溫過程中產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力而發(fā)生脫落，能長期對鋯合金包殼管起到保護功能。

(3)本發(fā)明鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法，將制備出的鋯合金包殼管用保護涂層原料采用熱噴涂法或火焰噴涂法噴涂于鋯合金包殼管外壁上以形成保護涂層；其中采用的噴涂方法簡單可行、經(jīng)濟實惠、涂層附著力高，在大氣環(huán)境下就能完成在鋯合金包殼管上包覆保護涂層的工作；另外，在整個噴涂過程中，鋯合金包殼管表面溫度低，其組織結(jié)構(gòu)不會發(fā)生變化；涂層與鋯合金包殼管之間是物理結(jié)合，不會對鋯合金包殼管本身性能產(chǎn)生不利影響。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、按質(zhì)量百分比分別稱取如下物質(zhì)：

保護涂層用主料15％～35％，水50％～84％，聚乙烯醇1％，以上物質(zhì)的總含量為100％。

步驟2、將步驟1中稱取的保護涂層用主料、水及聚乙烯醇混合，得到混合物料。

在步驟1和步驟2中，保護涂層用主料的成分是3Al₂O₃·2SiO₂、MgAl₂O₄、2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂、MoSi₂或Y₂O₃。

其中，3Al₂O₃·2SiO₂的粒徑為1μm～15μm；

MgAl₂O₄的粒徑為1μm～10μm；

2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂的粒徑為0.5μm～5μm；

MoSi₂的粒徑為1μm～20μm；

Y₂O₃的粒徑為30nm～50nm。

步驟3、將經(jīng)步驟2得到的混合物料進(jìn)行兩種后處理，得到兩種不同狀態(tài)的鋯合金包殼管用保護涂層原料，具體按照以下方法實施：

第一種后處理方式為：先攪拌經(jīng)步驟2得到的混合物料，使保護涂層用主料、水以及聚乙烯醇混合均勻；然后利用噴霧干燥造粒機對攪拌后的混合物料進(jìn)行造粒；最后進(jìn)行篩分處理，得到團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料；

第二種后處理方式為：對經(jīng)步驟2得到的混合物料進(jìn)行攪拌，使保護涂層用主料、水以及聚乙烯醇混合均勻，得到懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料。

步驟4、取鋯合金包殼管，對鋯合金包殼管的外壁進(jìn)行噴砂處理，具體按照以下步驟實施：

將鋯合金包殼管置于噴砂機中，并使鋯合金包殼管以20r/min～40r/min的速度旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)置SiC砂粒的噴槍正對鋯合金包殼管并以20cm/min～40cm/min的速度沿鋯合金包殼管軸向移動向鋯合金包殼管噴SiC砂粒，待從鋯合金包殼管一端開始噴砂至另一端，則噴砂結(jié)束；

在噴砂過程中，噴砂壓力為0.2MPa～0.3MPa，噴砂距離為20cm～70cm，所采用的SiC砂粒的平均粒徑為180μm。

步驟5、采用熱噴涂技術(shù)將經(jīng)步驟3得到的團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料或懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料噴涂于經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管的外壁上，最終在鋯合金包殼管的外壁上形成鋯合金包殼管用保護涂層材料，具體按照以下方法實施：

在步驟5中：對于團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料，采用等離子噴涂法或火焰噴涂法將其噴涂于鋯合金包殼管外壁上；

采用等離子噴涂法，具體按照以下方法實施：

將經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，且要確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為50r/min～70r/min；對噴砂后的鋯合金包殼管進(jìn)行等離子噴涂；在噴涂過程中：等離子噴涂電壓為30V～35V，噴涂電流為240A～260A，主氣氬氣流量20ml/min～25ml/min，送粉器次氣流量2ml/min～3ml/min，送粉速率8g/min～10g/min，噴涂距離70mm～80mm，噴槍移動速率15cm/min～25cm/min，送粉器內(nèi)裝有團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料；

采用火焰噴涂法，具體按照以下方法實施：

將經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為60r/min～70r/min；對噴砂后的鋯合金包殼管進(jìn)行火焰噴涂，在噴涂過程中：乙炔壓力0.11MPa～0.12MPa，氧氣壓力0.44MPa～0.48MPa，乙炔流量10.0L/min～11.0L/min，噴涂距離70mm～80mm，噴槍移動速度20cm/s，送粉速率10g/min～12g/min，送送粉器內(nèi)裝有團聚粉體狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料；

在步驟5中：對于懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料，則采用懸浮液等離子噴涂法將其噴涂于鋯合金包殼管外壁上，具體方法如下：

將經(jīng)步驟4噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為50r/min～70r/min；對噴砂后的鋯合金包殼管進(jìn)行懸浮液等離子噴涂，噴涂功率240KW～260KW，噴涂距離70mm～80mm，噴槍移動速25cm/s～35cm/s，懸浮液泵入速率25mL/min～35mL/min，懸浮液泵送器內(nèi)注入懸浮液狀的鋯合金包殼管用保護涂層原料。

實施例1

采用粒徑為1μm～15μm3Al₂O₃·2SiO₂粉體，按質(zhì)量百分比分別稱取3Al₂O₃·2SiO₂粉體35％、水64％、聚乙烯醇1％，以上三種物質(zhì)的總含量為100％；

將稱取的3Al₂O₃·2SiO₂粉體、水及聚乙烯醇混合，得到混合物料；攪拌混合物料，使3Al₂O₃·2SiO₂粉體、水及聚乙烯醇混合均勻；利用噴霧干燥造粒機對攪拌后的混合物料進(jìn)行造粒；進(jìn)行篩分后得到粒徑為30μm～60μm的3Al₂O₃·2SiO₂團聚粉體；

將鋯合金包殼管置于噴砂機中，并使鋯合金包殼管以20r/min的速度旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)置SiC砂粒的噴槍正對鋯合金包殼管以20cm/min的速度沿鋯合金包殼管軸向移動向鋯合金包殼管噴SiC砂粒，從鋯合金包殼管一端開始噴砂至另一端，噴砂結(jié)束；其中，噴砂壓力為0.2MPa，噴砂距離為20cm，SiC砂粒的平均粒徑為180μm；

將噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為60r/min；對鋯合金包殼管進(jìn)行等離子噴涂，在噴涂過程中：等離子噴涂電壓為35V，噴涂電流為260A，主氣氬氣流量25ml/min，送粉器次氣流量3ml/min，送粉速率8g/min，噴涂距離80mm，噴槍移動速率20cm/min，送粉器內(nèi)裝入3Al₂O₃·2SiO團聚粉體，最終在鋯合金包殼管外壁上得到厚度約為90m的3Al₂O₃·2SiO₂保護涂層材料；

將帶有3Al₂O₃·2SiO₂保護涂層材料的鋯合金包殼管置于溫度為1200℃高溫水蒸氣中保溫1h，增重4200mg/dm²，其抗氧化性能好。

實施例2

采用粒徑為1μm～10μm MgAl₂O₄粉體，按質(zhì)量百分比分別稱取MgAl₂O₄粉體30％、水69％、聚乙烯醇1％，以上三種物質(zhì)的總含量為100％；

將稱取的MgAl₂O₄粉體、水及聚乙烯醇混合，得到混合物料；攪拌混合物料，使MgAl₂O₄粉體、水及聚乙烯醇混合均勻；利用噴霧干燥造粒機對攪拌后的混合物料進(jìn)行造粒；進(jìn)行篩分后得到粒徑為30μm～60μm的MgAl₂O₄團聚粉體；

將鋯合金包殼管置于噴砂機中，并使鋯合金包殼管以35r/min的速度旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)置SiC砂粒的噴槍正對鋯合金包殼管以35cm/min的速度沿鋯合金包殼管軸向移動向鋯合金包殼管噴SiC砂粒，從鋯合金包殼管一端開始噴砂至另一端，噴砂結(jié)束；其中，噴砂壓力為0.25MPa，噴砂距離為50cm，SiC砂粒的平均粒徑為180μm；

將噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為60r/min；對鋯合金包殼管進(jìn)行火焰噴涂，在噴涂過程中：乙炔壓力0.11MPa，氧氣壓力0.44MPa，乙炔流量11.0L/min，噴涂距離80mm，噴槍移動速度20cm/s，送粉速率10g/min，送粉器內(nèi)裝MgAl₂O₄團聚粉體；最終能在鋯合金包殼管外壁上得到厚度約為110m的MgAl₂O₄保護涂層材料；

將帶有MgAl₂O₄保護涂層材料的鋯合金包殼管置于溫度為1200℃高溫水蒸氣中保溫1h，增重4600mg/dm²，其抗氧化性能好。

實施例3

保護涂層原料采用粒徑為0.5μm～5μm 2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂粉體，按質(zhì)量百分比分別稱取2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂粉體29％、水70％、聚乙烯醇1％，以上三種物質(zhì)的總含量為100％；

將稱取的2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂粉體、水及聚乙烯醇混合，得到混合物料；攪拌混合物料，使2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂粉體、水及聚乙烯醇混合均勻；利用噴霧干燥造粒機對攪拌后的混合物料進(jìn)行造粒；進(jìn)行篩分后得到粒徑為40μm～70μm的2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂團聚粉體；

將鋯合金包殼管置于噴砂機中，并使鋯合金包殼管以30r/min的速度旋轉(zhuǎn)，將內(nèi)置SiC砂粒的噴槍正對鋯合金包殼管以30cm/min的速度沿鋯合金包殼管軸向移動向鋯合金包殼管噴SiC砂粒，從鋯合金包殼管一端開始噴砂至另一端，噴砂結(jié)束；其中，噴砂壓力為0.3MPa，噴砂距離為40cm，SiC砂粒的平均粒徑為180μm；

將噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為70r/min；對鋯合金包殼管進(jìn)行火焰噴涂，在噴涂過程中：乙炔壓力0.12MPa，氧氣壓力0.48MPa，乙炔流量10.0L/min，噴涂距離70mm，噴槍移動速度20cm/s，送粉速率12g/min，送粉器內(nèi)裝2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂團聚粉體；最終能在鋯合金包殼管外壁上得到厚度約為140m的2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂保護涂層材料；

將帶有2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂保護涂層的鋯合金包殼管置于溫度為1200℃高溫水蒸氣中保溫1h，增重4700mg/dm²，抗氧化性能好。

實施例4

保護涂層原料采用粒徑為1μm～20μm MoSi₂粉體，按質(zhì)量百分比分別稱取MoSi₂粉體25％、水74％、聚乙烯醇1％，以上三種物質(zhì)的總含量為100％；

將稱取的MoSi₂粉體、水及聚乙烯醇混合，得到混合物料；攪拌混合物料，使MoSi₂粉體、水及聚乙烯醇混合均勻；再利用噴霧干燥造粒機對攪拌后的混合物料進(jìn)行造粒；進(jìn)行篩分后得到粒徑為40μm～70μm的MoSi₂團聚粉體；

將鋯合金包殼管置于噴砂機中，并使鋯合金包殼管以30r/min的速度旋轉(zhuǎn)，將噴槍正對鋯合金包殼管以30cm/min的速度沿鋯合金包殼管軸向移動向鋯合金包殼管噴SiC砂粒，從鋯合金包殼管一端開始噴砂至另一端，噴砂結(jié)束；其中，噴砂壓力為0.3MPa，噴砂距離為20cm，SiC砂粒的平均粒徑為180μm；

將噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為60r/min；對鋯合金包殼管進(jìn)行等離子噴涂，在噴涂過程中：等離子噴涂電壓為30V，噴涂電流為240A，主氣氬氣流量20ml/min，送粉器次氣流量2ml/min，送粉速率10g/min，噴涂距離70mm，噴槍移動速率20cm/min，送粉器內(nèi)裝填充有MoSi₂團聚粉體；最終能在鋯合金包殼管外壁上得到厚度約為120m的MoSi₂保護涂層材料；

將帶有MoSi₂保護涂層的鋯合金包殼管置于溫度為1200℃高溫水蒸氣中保溫1h，增重3000mg/dm²，抗氧化性能好。

實施例5

保護涂層原料采用粒徑為30nm～50nm Y₂O₃粉體，按質(zhì)量百分比分別稱取Y₂O₃粉體15％、水84％、聚乙烯醇1％，以上三種物質(zhì)的總含量為100％

將稱取的Y₂O₃粉體、水及聚乙烯醇混合，得到混合物料；攪拌混合物料，使Y₂O₃粉體、水及聚乙烯醇混合均勻，得到Y(jié)₂O₃懸浮液；

將鋯合金包殼管置于噴砂機中，并使鋯合金包殼管以25r/min的速度旋轉(zhuǎn)，將噴槍正對鋯合金包殼管以25cm/min的速度沿鋯合金包殼管軸向移動向鋯合金包殼管噴SiC砂粒，從鋯合金包殼管一端開始噴砂至另一端，噴砂結(jié)束；其中，噴砂壓力為0.25MPa，噴砂距離為45cm，SiC砂粒的平均粒徑為180μm；

將噴砂處理后的鋯合金包殼管兩端固定在旋轉(zhuǎn)工作臺夾具上，確保鋯合金包殼管軸向與旋轉(zhuǎn)工作臺軸向重合，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)工作臺，控制轉(zhuǎn)速為65r/min；對鋯合金包殼管進(jìn)行懸浮液等離子噴涂，在噴涂過程中：噴涂功率250KW，噴涂距離70mm噴槍移動速30cm/s懸浮液泵入速率30mL/min，泵送器內(nèi)注入Y₂O₃懸浮液；最終能在鋯合金包殼管外壁上得到厚度約為110m的Y₂O₃保護涂層材料；

將帶有Y₂O₃保護涂層的鋯合金包殼管置于溫度為1200℃高溫水蒸氣中保溫1h，增重3300mg/dm²，抗氧化性能好。

本發(fā)明鋯合金包殼管用保護涂層材料的制備方法非常簡單，采用熱噴涂的方法將配制出的保護涂層材料噴涂于在鋯合金包殼管外壁上，在鋯合金包殼管外壁上形成良好的保護涂層，提高了鋯合金包殼管的抗氧化性。