耿建桥， 周邦新， 姚美意， 王锦红， 张 欣， 李士炉， 杜晨曦

(上海大学材料研究所，上海200072)

锆合金由于其热中子吸收截面小，具有足够的热强度，以及在高温、高压水和过热蒸汽中具有良好的耐腐蚀性等特点，使其成为压水堆核电站燃料元件包壳材料的最佳选择［1］.为了进一步降低核电成本，需要加深核燃料的燃耗，延长燃料组件的换料周期，因此，对燃料元件包壳的耐水侧腐蚀性能提出了更高的要求，研发高性能锆合金成为解决这一问题的关键.

锆合金氧化过程是在氧化膜/金属基体的界面上不断发生的，氧离子需要穿过氧化膜后才能到达氧化膜/金属基体的界面，或者说阴离子空位需要从氧化膜/金属基体的界面向氧化膜表面扩散.所以，氧化膜的显微组织及其在腐蚀过程中的演化，又会影响氧离子或阴离子空位在氧化膜中的扩散，从而直接影响合金的耐腐蚀性能.近几年对氧化膜显微组织的研究结果［2-6］表明，氧化膜的显微组织在腐蚀过程中的演化过程与腐蚀动力学有着密切的关系，如果能对这种演化过程进行控制并使其延缓，就可以提高合金的耐腐蚀性能.

金属锆氧化生成氧化锆时体积会发生膨胀，二者体积比为1∶1.56［7］.由于金属基体约束氧化锆体积的膨胀，氧化膜生成后在其内部会产生很大的压应力.氧化膜中的压应力对氧化膜显微组织的演化过程和晶体结构都有重要的影响，这是导致氧化膜的显微组织不……