Corrosion processes in zirconium fluoride-sodium fluoride melts.Study of shortcut cell C/(ZrF₄ – NaF)EUT/Hastelloy

Abstract

Time dependencies for the parameters (current, voltage, inner resistance) of shortcut galvanic cell Hastelloy-carbon material have been studied in NaF-ZrF₄ eutectic melt at 600…650°C. Analysis of these data, together with the data on polarization of separate electrodes at open circuit conditions, showed that shortcut current is related to the rate of corrosion of the alloy contacted with carbon, if Zr metal is absent in the system. In presence of Zr, the current corresponds to the rate of zirconium reaction with the melt (related to unit surface of the Hastelloy electrode), and can be used for studies of dissolution kinetics of Zr metal in the melt. It was found that contact of the alloy with carbon material results in the increase of corrosion rate both in pure eutectics and with the additives of LaF₃. Presence of Zr metal suppresses the corrosion process.

Вивчена зміна в часі параметрів (струм, напруга, внутрішній опір) короткозамкненого гальванічного елемента хастелой/вуглецевий матеріал в евтектичному розплаві NaF-ZrF₄ при 600-650°C. Аналіз цих даних в сукупності з даними поляризаційних вимірювань на окремих електродах при розімкненому колі показав, що струм короткого замикання відповідає швидкості корозії сплаву в контакті з вуглецем при умові, якщо металічний Zr в системі відсутній. В присутності Zr цей струм визначається швидкістю взаємодії цирконію з розплавом (віднесеної до одиниці поверхні хастелою), що може бути використано для дослідження кінетики розчинення цирконію в розплаві. Встановлено, що контакт сплаву з вуглецем посилює корозію як в чисто евтектичному розплаві, так і з добавленням LaF₃. Присутність металічного Zr пригнічує корозійний процес.

Исследована временная зависимость параметров (ток, напряжение, внутреннее сопротивление) короткозамкнутого гальванического элемента хастеллой/углеродный материал в эвтектическом расплаве NaF-ZrF₄ при 600-650°C. Анализ этих данных, в совокупности с данными поляризационных измерений на отдельных электродах при разомкнутой цепи, показал, что ток короткого замыкания соответствует скорости коррозии сплава в контакте с углеродом при условии, если металлический Zr в системе отсутствует. В присутствии же Zr этот ток определяется скоростью взаимодействия циркония с расплавом (отнесенной к единице поверхности хастеллоя), что может быть использовано для исследования кинетики растворения циркония в расплаве. Установлено, что контакт сплава с углеродом усиливает коррозию как в чисто эвтектическом расплаве, так и с добавками LaF₃. Присутствие же металлического Zr подавляет коррозионный процесс.