Zr 합금의 부식 및 기계적 성질에 미치는 Sn과 Nb의 영향

핵연료 피복관용 Zr 신합금을 개발하기 위하여 Zr-0.4Nb-xSn, Zr-0.8Sn-xNb의 두 종류 합금 계에서 7종의 합금을 제조하여 Sn과 Nb량 변화가 내식성 및 기계적 성질에 미치는 영향을 평가하였다 Zr-0.4Nb-xSn계 합금에서 Sn량이 0.8wt%이상일 때 내식성은 급격히 저하되는 것으로 나타났는데 이는 Sn이 ZrO$_2$산화막의 상변태를 촉진시키기 때문이다. Zr-0.8Sn-xNb계 합금에서 Nb량이 0.4~0.8wt% 첨가될 때 내식성은 향상되는 결과를 보였다. 기계적 특성 관점에서는 Sn량이 0.8wt%이상 첨가되고 Nb가 0.4wt%이상 첨가될 때 강도는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 내식성과 기계적 특성을 모두 만족시키기 위해서는 Zr-0.8Sn-(0.4~0.8)Nb 계열의 Nb과 Sn이 첨가된 합금을 기반으로 합금설계가 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 합금원소 영향 평가는 핵연료 피복관용 신합금 개발을 위한 자료로 활용될 예정이다.