核燃料用γ-U合金的成分规律

作者：苑峻豪; 董丹丹; 王清; 王英敏; 羌建兵; 李晓娜; 董闯; 黄火根; 柯海波; 张培; 张鹏国; 刘天伟

来源：稀有金属材料与工程, 2020, 49(01): 225-232.

• 铀合金
• 团簇加连接原子结构模型
• 固溶体
• 成分
• 耐蚀性能

铀合金作为一种重要核燃料,其体心立方结构的高温稳定的γ-U合金具有较好的综合性能,是合金设计所追求的目标。本文引入描述稳定固溶体结构的"团簇加连接原子"模型,用于建立γ-U固溶体合金的结构模型和相应成分式,指出其结构单元为体心立方第一近邻配位多面体团簇加3个连接原子构成。进而利用该结构单元对现有合金成分进行了解析,能够稳定形成体心立方bcc结构的合金均满足上述模型,如[Mo-U14]Mo3(U-10.7Mo),[Zr-U14]Nb3(U-7.5Nb-2.5Zr,即不锈铀)等,这些合金实际上均在各自体系中具有最优良的结构稳定性,显示出优异的耐蚀性。本文证实,基于团簇加连接原子模型的成分设计方法在预测γ-U合金成分与性能上具有重要指导价值。

• 单位
  中国工程物理研究院; 大连理工大学; 大连大学