Nb和Sn含量对锆合金氧化Pilling- Bedworth比影响的第一性原理研究

作者：吴江桅; 谢耀平^*; 王洋; 胡丽娟; 姚美意

来源：上海金属, 2023, 45(06): 73-78.

DOI：10.19947/j.issn.1001-7208.2022.05.11

• 锆合金
• Pilling-Bedworth比
• 耐蚀性能
• 第一性原理计算

锆合金的耐蚀性能是影响其作为反应堆燃料包壳材料服役寿命的关键，Pilling-Bedworth(PB)比是反映锆合金腐蚀氧化过程的重要参数。采用第一性原理计算研究了Nb和Sn含量对锆合金氧化PB比的影响。首先分别计算了纯Zr、含Nb和Sn锆合金氧化成t-ZrO2与m-ZrO2的PB比；接着，研究了含Nb和Sn锆合金不同相结构含量对PB比的影响。结果表明：Nb的添加使锆合金的PB比减小，而Sn的添加使锆合金的PB比增大。最后，计算了商用Zr-Sn系Zr-4、Zr-Nb系M5、Zr-Sn-Nb系ZIRLO锆合金的PB比，发现M5合金的PB比低于Zr-4和ZIRLO合金。

• 单位
  上海大学