Nükleer yakıt çubuğu zirkonyum alaşımlarının karakterizasyonu

Zirkonyum alaşımları seçkin özellikleri ile nükleer endüstrisi için oldukça önemlidir. Gelişmiş mekanik ve fiziksel özellikleriyle Zircaloy-4 en çok bilinen zirkonyum alaşımıdır. Zirkonyum alaşımları birçok yöntemle üretiliyor olmasına rağmen kullanım kolaylığı ve ucuzluğu sebebiyle bu çalışmada soğuk haddeleme tercih edilmiştir. Bu çalışmada, ısıl işlem ve soğuk haddelemenin fiziksel ve mekanik özellikler üzerine etkilerini belirlemek için Zircaloy-4 çubuklara ısıl işlem ve farklı düşürme oranlarında (%15, %30, %45, %60 ve %75) soğuk haddeleme uygulanmıştır. Faz analizi için X-ışını kırınım cihazı (XRD), yüzey analizi için atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve yüzey pürüzlülüğü test cihazı, kırık yüzey görüntüsü çalışmaları için taramalı elektron mikroskobu (SEM), element analizi için enerji dağılımlı spektroskopi (EDS) ve mikroyapıyı incelemek için optik mikroskop kullanılmıştır. Mekanik özelliklerin araştırılması içinse üniversal mekanik test cihazı (UMT) ve mikro Vickers test cihazı kullanılmıştır. Düşürme oranının artışıyla sertliğin arttığı tespit edilmiştir. Sertlikteki artış kırılmanın sünekten gevreğe dönüşmesine sebep olmuştur. Yüzey pürüzlülüğü, düşürme oranının artışıyla azalmıştır. Yüzey pürüzlülüğü azaldıkça oksijen soğurma da azalmıştır. Soğurulan oksijen arayer pozisyonlarında çözündüğü için yeni bir faz oluşturmamıştır. Bütün numunelerde sadece Zr-α fazı bulunmaktadır. Anahtar Kelimeler: Zirkonyum alaşımları, Zircaloy-4, nükleer yakıt zarfı, soğuk haddeleme, yüzey pürüzlülüğü, mekanik özellikler.