Contribution to the thermodynamic study of the system Pb-Bi-(Hg)-Fe-(Al,Cr)-O : Study of the Bi2O3–PbO–Al2O3 and Bi2O3–PbO–Fe2O3 systems
Contribution à l’étude thermodynamique du système Pb-Bi-(Hg)-Fe-(Al,Cr)-O : étude des systèmes Bi2O3–PbO–Al2O3 et Bi2O3–PbO–Fe2O3
Résumé
This research work takes part in a global project whose aim is to understand and solve a corrosion problem of a steel called T91 caused by a liquid mixture of lead-bismuth. It presents a great interest for the nuclear community who aims to develop a new generation of reactors called ADS. This study is a contribution to the thermodynamic study of a complex system involving several elements such as Al, Bi, Pb, Fe, Cr and oxygen. More precisely, it was focused on mixtures of the following oxides Bi2O3 + PbO + Al2O3 and Bi2O3 + PbO + Fe2O3. A long experimental work had been accomplished, in which mixtures of different proportions of these oxides were prepared and heated above 600 °C for several days, followed by samples analyses by use of accurate and advanced techniques. It allowed discovering the different products formed within the different experimental conditions. The results have been modeled using a computer tool. All this allowed a better understanding and anticipating the corrosion products formation of the T91 steel by the metallic liquid
Le présent travail de recherche s’inscrit dans un projet global, dont le but est de comprendre et résoudre un problème de corrosion d’un acier dit T91 par un mélange métallique liquide de plomb et bismuth. Il présente un intérêt pour la communauté nucléaire qui envisage de développer une nouvelle génération de réacteurs dits ADS. Ce travail est une contribution à l’étude thermodynamique d’un système plus complexe composé de plusieurs éléments : Al, Bi, Pb, Fe, Cr et l’oxygène. Plus précisément, il a été focalisé sur les systèmes à base de mélanges d’oxydes Bi2O3 + PbO + Al2O3 et Bi2O3 + PbO + Fe2O3. Un travail expérimental a été accompli, au cours duquel ces mélanges à différentes proportions ont été recuits à une température supérieure à 600 °C pendant plusieurs jours, suivi de l’analyse des échantillons par des techniques de pointe. Il a permis de découvrir les différents produits formés dans les différentes conditions de température, de compositions et atmosphères. Les résultats ont permis de faire aussi une modélisation à l’aide d’un outil informatique. Tout cela aide à mieux comprendre et anticiper la formation des produits de corrosion de l’acier par le mélange métallique liquide
Mots clés
ADS
Cible de spallation
Acier T91
Revêtements
Modélisation thermodynamique
CALPHAD
Diagramme d’équilibres de phases
Sillénite
Acier-Corrosion
Réacteurs nucléaires -- Matériaux
Spallation
Alliages eutectiques
Diagrammes de phases
Thermodynamique
Surgénérateurs à fluide de refroidissement liquide métallique
Domaines
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