摘要:辐照后的核燃料裂变气泡存在内压，导致周围的燃料骨架内部产生应力。为了计算含压裂变气泡所引起的辐照后核燃料的微观力学场，本研究基于修正的范德华方程，考虑气泡的表面张力效应，建立并验证了裂变气泡的等效固体力学本构模型。将裂变气泡等效为固体，建立了含随机分布裂变气泡的辐照U-10Mo燃料的有限元模型，基于所发展的等效固体力学本构模型、算法及程序，对辐照后燃料的单轴拉伸试验过程进行了有限元模拟，获得了微观力学场的分布及演化结果。根据均匀化理论，获得了辐照U-10Mo燃料的宏观弹性常数，并研究了气泡压力、气泡尺寸和孔隙率对宏观弹性常数的影响。结果表明，相邻的裂变气泡之间存在力学相互作用，导致周围骨架产生局部应力集中。辐照后U-10Mo燃料的宏观弹性常数随宏观孔隙率的增加而减小，两者之间的定量关系可以采用Mori-Tanaka模型描述。气泡压力和尺寸对宏观弹性常数的影响可以忽略。

摘要:分别通过放电等离子烧结和旋锻制备了纳米ZrC颗粒强化的93W-4.9Ni-2.1Fe合金。结果表明，少量纳米ZrC颗粒的添加可以细化晶粒并提高WNiFe合金的硬度，但会阻碍烧结过程中γ-(Ni,Fe)相的形成。因此，放电等离子体烧结的WNiFe和WNiFe-ZrC合金在室温下是脆性的。而采用无压液相烧结和旋锻制备的WNiFe及WNiFe-0.5ZrC（wt%）合金具有室温塑性。在400 ℃时，旋锻WNiFe-0.5ZrC的抗拉伸强度和延伸率均高于WNiFe合金。纳米颗粒在W晶粒和γ-(Ni,Fe)相中分布，能够钉扎位错和晶界，显著提高合金强度。旋锻WNiFe-0.5ZrC的室温热导率仅为71 W·m^-1·K^-1，但在800 ℃时增加到约100 W·m^-1·K^-1，与纯W的热导率（121 W·m^-1·K^-1）相近，具有用于聚变堆的面向等离子体材料的潜力。

摘要:通过Gleeble3800单轴热压缩实验，研究了感应淬火态Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金锻棒在600–900 ℃温度范围内和应变速率为0.001– 1 s^-1范围内的热变形特性。结果表明：在感应淬火态Zr-Sn-Nb-Fe-Cr合金锻棒的真应力-真应变曲线中，流变应力随应变速率的降低和变形温度的升高而减小。且该材料的热变形特性可以采用双曲正弦本构方程来描述，在本实验条件下，该合金的平均热激活能 Q=412.9105 kJ/mol。热加工图和热压缩后样品的微观组织分析表明，在600–900 ℃的温度范围和0.001–1 s^-1的应变速率范围内，该合金的最佳热加工参数为795–900 ℃，0.001–0.0068 s^-1。

摘要:用作核燃料包壳材料的锆合金在堆内使用过程中会受到中子的辐照，这会影响其耐腐蚀性能。离子辐照可用于模拟中子辐照以研究辐照效应对腐蚀行为的影响。采用静电加速器在360 ℃对Zr-4板进行Ar⁺辐照，并将未辐照和5 dpa辐照样品在360 ℃/18.6 MPa/3.5 μL/L Li+1000 μL/L B水溶液和400 ℃/10.3 MPa 过热蒸汽中腐蚀300 d，使用SEM和TEM表征样品的显微组织。研究发现在未辐照样品中，Zr（Fe,Cr）₂ 第二相粒子为密排六方结构，Fe/Cr 原子比在1.8~2.0范围内，辐照后 Zr（Fe,Cr）₂ 第二相发生非晶化。2种腐蚀条件下，在合金基体辐照损伤区发生腐蚀过程中辐照样品的氧化膜厚度均小于未辐照样品，这表明Ar⁺ 辐照可以在一定程度上增强Zr-4合金的耐腐蚀性能；但当辐照损伤区完全氧化后，随着腐蚀的进行，辐照样品的氧化膜厚度均大于未辐照样品，这说明辐照损伤区形成的氧化膜会促进氧化性离子的扩散，加速Zr-4合金的腐蚀。本研究从辐照引入的缺陷影响氧化膜显微组织演化和应力累积的角度探讨了辐照影响Zr-4合金腐蚀不同阶段耐腐蚀性能差异的原因。

摘要:辐照会导致锆合金基体和氧化膜中产生大量缺陷，从而促进O^2-和腐蚀介质的迁移扩散，加速锆合金的腐蚀。为了研究辐照对Zr-Sn-Nb合金的影响，以5.1×10¹⁵ ions/cm²的辐照注量将Ar⁺注入合金中，对原始样品和辐照后样品分别在360 ℃/18.6 MPa/3.5 μL/L Li + 1000 μL/L B的水溶液中（碱性水质）和400 ℃/10.3 MPa水蒸汽中（中性水质）进行腐蚀，采用XRD、SEM和TEM表征手段对其显微组织进行分析，研究Ar⁺辐照对Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.1Fe合金在不同腐蚀环境中耐腐蚀性能的影响。结果表明：辐照会导致第二相粒子非晶化，其中hcp-Zr（Fe, Nb）₂第二相比bcc-β-Nb第二相更易形成非晶态，且第二相非晶化的同时伴随着元素扩散现象，并在第二相氧化过程中与氧化膜晶格失配，产生由第二相顶部向两侧扩展的裂纹；300 d内，在3.5 μL/L Li + 1000 μL/L B的水溶液中，5 dpa的Ar离子辐照损伤剂量对Zr-1.0Sn-1.0Nb-0.1Fe合金的耐蚀性影响不大；而在400 ℃/10.3 MPa水蒸汽中，辐照过程产生应力弛豫作用，导致缺陷减少，进而使得氧化膜内氧扩散减缓令腐蚀进程减慢，因此辐照对锆合金的耐腐蚀性能有一定的改善作用。

摘要:核聚变反应堆中的高热负荷时刻威胁着面向等离子体材料的服役安全，开发能够对抗瞬态热冲击的新型钨材料对加速聚变能源的应用进程至关重要。本研究突破了传统的粉末冶金制坯后热加工的商业钨材制备流程，提出了一种创新工艺：首先采用化学气相沉积（CVD）技术制坯，然后进行交叉轧制，旨在制备性能更优越的钨材料。对不同轧制变形率的新型钨材及传统钨材进行了微观结构、热导率、力学性能和电子束热冲击等全面的测试。结果表明：低轧制变形率的钨存在 <100>∥ND织构，具备较高的热导率。同时，该材料晶粒间小角度晶界的比例高达78.8%，能够在高温区获得较好的综合力学性能。良好的导热和力学性能使得其抗瞬态热冲击开裂阈值为0.44~0.55 GW/m²，远超传统材料。

摘要:压水堆UO₂燃料裂变气体导致的辐照肿胀会促使燃料-包壳接触、降低燃料热导率，是影响燃料元件性能的关键行为。基于速率理论，针对不同的燃耗范围，建立了裂变气体辐照肿胀模型。模型首先提出了低燃耗下晶内气体、晶界气体和点缺陷的控制方程，然后给出了高燃耗下考虑晶粒细化的晶内气体控制方程、晶界气孔非平衡态长大控制方程，并建立聚合粗化模型。在此基础上，采用COMSOL软件实现控制方程的求解。采用试验数据进行了模型初步验证，模型预测的气泡尺寸、气孔率与试验结果符合较好。

摘要:采用OM、SEM和TEM等方法研究了Si含量在0.076%~3.80%（质量分数）范围内对固溶态铌稳定化奥氏体不锈钢微观组织、拉伸性能与冲击韧性的影响。结果表明，Si含量变化对晶粒尺寸和初生NbC的影响较小，3.80% Si促进了δ-铁素体的形成。3种钢的变形机制为位错平面滑移，滑移带内较高的局部塑性应变诱发了马氏体相变，Si含量的增加促进了位错平面滑移，滑移带内的局部塑性应变减小，导致块状马氏体向细小板条状的转变。Si添加对抗拉强度的提升作用是由于位错平面滑移和形变诱发马氏体引起的二次应变硬化，但初生NbC/奥氏体界面处形成二次裂纹的概率增大造成了延伸率的降低。Si含量的增加降低了冲击韧性，滑移带间距减小可增加孔洞形核位置，造成裂纹萌生功的降低，与此同时，马氏体/奥氏体界面数量的增加导致裂纹扩展功的降低。

摘要:采用正电子湮灭谱学（PAS）、透射电子显微镜（TEM）、掠入射X射线衍射（GIXRD）等技术研究了不同程度冷轧变形（0%，10%，25%）的Ti-5331合金中位错和氦致缺陷的相互作用，以及氦在合金中滞留行为。结果表明，Ti-5331合金中变形产生的位错阻碍注入的氦原子向往合金内部扩散，同时辐照在合金产生大量空位型缺陷与氦原子形成氦空位复合体，最后演化为氦泡；变形后Ti-5331合金的内层辐照损伤低于表层辐照损伤。另外，变形量为0%、10%和25%合金的氦脱附量分别为1.576×10¹⁵、1.894×10¹⁵和2.171×10¹⁵ ions/cm²，表明形变量越大，合金中氦滞留量越多。

摘要:针对自主化新型锆合金包壳开展了失水事故工况高温热-机械行为特性试验，包括高温氧化、高温塑性变形、高温爆破以及脆化失效等，获得了自主化锆合金包壳失水事故关键行为特性。自主化新型锆合金包壳高温氧化试验结果表明，在氧化温度高于1000 ℃工况下，自主化锆合金包壳高温氧化速率与ZIRLO、M5及Zr-4包壳相当，且可采用Cathcart-Pawel氧化模型估算；自主化新型锆合金包壳高温塑性变形试验和高温爆破试验结果表明，自主化锆合金包壳高温爆破温度略低于高温塑性变形爆破温度，自主化新型锆合金包壳高温爆破应变显著低于M5及Zr-4包壳，这大大降低了失水事故过程中燃料组件阻塞率，有利于缓解失水事故后果；自主化新型锆合金包壳脆化失效试验结果表明，自主化锆合金包壳脆化失效准则满足“峰值包壳温度≤1204 ℃并且最大包壳氧化率≤17%”要求。

摘要:基于第一性原理和相场方法，结合弹性自洽理论，开展了裂变碎片Xe对Zr弹性模量影响的多尺度模拟研究工作，揭示了裂变碎片元素和辐照空洞对Zr弹性模量的影响规律，发现固溶在Zr基体中的裂变碎片Xe会降低弹性模量，而辐照空洞对弹性模量降幅的影响较小。同时，建立了弹性模量（E）随辐照损伤剂量（D）和温度变化（T）的定量关系模型，即。本工作为辐照后锆合金力学性能精细化分析奠定了技术基础。

摘要:利用真空非自耗电弧炉熔炼了Fe13Cr5AlxY（x=0，0.3，wt%）合金，采用带蒸汽发生器的热重分析仪研究了2种合金在1000 和1200 ℃蒸汽中氧化2 h的行为。采用XRD、FIB/SEM、EDS和TEM观察分析腐蚀前后样品的显微组织、晶体结构和成分。结果表明：添加Y可以细化FeCrAl合金晶粒，并形成了球状或椭球状的hcp-Al₃Fe₁₄Y₂第二相。Fe13Cr5AlxY合金在1000和1200 ℃高温蒸汽中恒温氧化2 h时，氧化动力学曲线均遵循抛物线规律，添加Y可以降低FeCrAl合金的氧化增重速率。2种合金氧化膜主要由α-Al₂O₃组成，氧化膜外侧还存在少量Fe氧化物。0.3Y合金中的Al₃Fe₁₄Y₂第二相嵌入氧化膜中后发生了氧化，形成了YAlO₃，Fe₂O₃和Fe(Cr, Al)₂O₄的氧化物。0Y合金表面氧化膜呈脊状凸起，1200 ℃氧化时，氧化膜与基体发生剥离；0.3Y合金表面氧化膜较平整，与基体结合力较好。可见，添加Y可以抑制脊状氧化膜的形成，降低合金的氧化增重速率，从而提高合金的抗高温蒸汽氧化性能。

摘要:随着人工智能（artificial intelligence，AI）的飞速发展，其在核燃料及材料领域的应用正逐渐成为推动核能科技进步的新动力。本文全面回顾了AI在核燃料及材料领域的研究现状，并对未来的发展趋势进行了深入分析。首先介绍了应用于科学研究的AI方法，分别从网络架构和学习范式2个方面展开论述。其次系统总结了AI在材料级和整体级的性能预测、材料和结构的设计优化和燃料生产运行过程的视觉任务3个方面的应用现状。随后展望了AI与核燃料及材料结合的未来发展趋势，在算法层面，讨论了提升机器学习模型的可解释性、量化不确定性的方法，以及有限监督学习技术在减少数据需求方面的重要性；在应用层面，讨论了多尺度多物理场仿真加速、拓扑优化与生成式设计、核材料性质通用预训练模型，以及自动化实验室等关键技术。最后为进一步促进AI在核燃料及材料领域的应用提出了几点建议。

摘要:高效中子固态慢化材料是微型核反应堆的重要组成部分。中子慢化材料主要功能为将裂变所产生的中子的能量降低至促进下一步发生裂变的能量范围，是反应堆中的核心结构材料之一。耐高温高效中子慢化材料的应用有助于促进堆芯小型化的发展，并推动微型核反应堆可移动性的发展。本文以慢化剂原理为出发点，系统梳理了几类具有前景的高效中子固态慢化剂，深入比较了各类材料的优缺点，明确其具体适用场景，并结合不同慢化剂的特性提出了未来发展的方向与展望。研究内容不仅解析了相关机制，还为未来该领域的深入研究和实际应用提供了重要的理论依据和实践指导。

摘要:通过添加CaO和MgF₂作为助熔剂，采用铝热还原TiO₂的方法制备了Ti-Al合金。研究了MgF₂含量对渣金分离、合金微观结构、成分、相构成、整体合金产率以及TiO₂的铝热还原过程的影响。结果表明，MgF₂能够增强合金与渣的分离，并促进合金基体内TiAl相的形成。然而，MgF₂的过量添加会减少铝液与渣之间的界面张力，导致大量铝的损耗。这不利于合金的还原与渣金分离，增加了合金中氧化物和夹杂物的含量，严重降低了合金的回收率。同时，合金的相也从TiAl转变为Ti₃Al。在MgF₂含量为10wt%时，可以实现最佳的合金-渣分离和合金完整性。在这一助熔剂比例下进行的动力学分析确定了Al-TiO₂-CaO-MgF₂体系的活化能为409.729 kJ/mol，反应级数为n=0.38。

摘要:使用定容法研究了TC21合金放氢的动力学及特性、剩余氢含量和激活能。结果表明，放氢温度和初始氢压影响TC21合金的放氢特性。当氢化TC21合金在700~940 ℃温度范围内放氢时，放氢过程主要由形核长大过程（kt=[-ln(1-α)]^2/3）、化学反应过程（kt= (1-α)^-1/2）和三维扩散过程（kt=[1-(1-α)^1/3]^1/2）控制。当氢化TC21合金放氢时，各过程的速率常数之间存在以下关系：k（化学反应过程）> k（形核长大过程）> k（三维扩散过程）。氢化TC21合金放氢后的剩余氢含量随着放氢温度的升高而逐渐减少，随着初始氢压的升高而逐渐增加。TC21合金在放氢过程中的激活能约为26.663 kJ/mol。

摘要:研究了热变形对TB18钛合金后续热处理过程中α相析出以及力学性能的影响。结果表明：通过双相区锻造工艺获得的圆棒，在其横截面上表现出均匀的成分分布。然而由于锻造工艺的特点，在横截面不同位置的变形程度不同。在锻造状态下，显微组织主要由β相基体和粗大不连续的初生α相组成。经过固溶处理和人工时效后，粗大初生α相消失，针状次生α相在基体中弥散析出。此外，时效后的样品中观察到分散的白色区域，经分析为次生α相未析出区域。尽管锻造后各个区域的成分分布均匀，但在锻造变形较小的位置，白色区域的含量更高，尺寸明显更大。这表明锻造变形不足抑制二次α相的析出，最终导致热处理强化效果降低。因此，与锻造工艺过程特征一致，样品沿着锻造圆棒的圆周方向，强度呈现周期性变化。

摘要:采用激光选区熔化成形成形技术制备了高温钛合金试样，利用OM、SEM、XRD和力学拉伸等研究热处理制度对成形高温钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：经过固溶热处理后，成形合金内亚稳态的针状马氏体α′转变为α相和β相；随着固溶温度的提高α相的长宽比减小，晶界和相界发生断裂，部分α相由板条状断裂成短棒状或等轴状。成形合金的抗拉和屈服强度随热处理温度的升高逐渐下降，而延伸率逐渐提升。与固溶态相比，时效热处理后的合金组织内出现第二相，合金的室温抗拉和屈服强度明显提高，而延伸率下降。时效温度对合金的室温和高温拉伸性能影响不大，经945 ℃/2 h/AC、700 ℃/8 h/AC的固溶加时效热处理后，成形合金具有较好的综合力学性能。

摘要:为改善钛（Ti）的硬度和耐磨性，通过在纯钛（Ti）中引入TiB₂硬质相，基于放电等离子烧结（SPS）技术控制二者的反应进程，在Ti基体中构建出继承B元素扩散路径的TiB₂-TiB-Ti“硬核-强界面”组织结构。最终在TiB₂添加量40%时，获得了室温下863.5 HV₅以及400 ℃下720.9 HV₅的高硬度，其在相同摩擦条件下，室温至400 ℃温域内的摩擦性能皆优于商用TC4高温钛合金。与此同时，得益于优良的结合界面，该合金还展示出独特的高温高强韧特性，在400 ℃下仍保持了1120 MPa的高抗压强度与约11.7%的应变。本研究设计思路具有启发与普适性，有望为新型中高温高强韧耐磨钛合金材料的研发提供新方法，推动相关材料在航空航天领域的应用。

摘要:利用粉末冶金工艺制备了一种高密度钨锆钛（W-Zr-Ti）活性合金，其具有密度高、强度大和能量释放强的优点，兼具优异的动能侵彻和反应释能效应。利用动态冲击试验发现该合金具有应变率强化效应，并通过数字图像处理技术和热化学分析研究了其能量释放特性。结果表明，在5784 s^-1应变率下，W-Zr-Ti活性合金的材料抗压强度高达2.25 GPa，其在961 K左右发生点火放热反应。基于爆炸测试及冲击波理论，发现材料冲击压力和冲击能量阈值分别小于35.77 GPa和5.18×10⁴ kJ/m²。此外，揭示了材料断裂行为和失效模式的转变机制，其导致了材料强度及反应程度在动态加载下的显著提高。

摘要:通过表面形貌、显微硬度、X射线衍射及静态接触角等实验研究了超声喷丸（USP）对6061-T6铝合金的表面完整性及抗腐蚀性能的变化。结果表明，USP后材料表面晶粒尺寸减小了43%，残余压应力有增大趋势，粗糙度与硬度分别增加了约211.1%和35%，静态接触角先增大再略微降低。采取称重、扫描电镜及能谱分析等手段对循环盐雾加速腐蚀实验后的试样进行了研究。结果显示，USP可以将腐蚀速率降低41.2%。建立了USP材料表面腐蚀机理模型，讨论了USP提高材料抗腐蚀性能的机理，引入残余应力、晶粒细化、晶界增多、硬度增加以及静态接触角增大是材料抗腐蚀性能提升的主要因素，粗糙度增加则弱化了表面的抗腐蚀性能。

摘要:研究了石墨烯（GPLs）对低压烧结制备的WC-Co-GPLs硬质合金WC晶粒尺寸的影响。通过表征WC晶粒尺寸和相分布等微观组织，探讨了GPLs对WC晶粒细化的作用。结果表明，GPLs的加入使WC晶粒细化明显且WC晶粒尺寸分布更加均匀。当GPLs含量由0增加到0.10wt%时，WC在硬质合金中的平均晶粒尺寸为0.39 μm，比WC-Co中的WC晶粒的平均晶粒尺寸降低了32%；WC晶粒的形状并未受到影响，而Co的平均自由程随之减小。微结构表征发现GPLs在WC/WC和WC/Co晶界间均匀分布，这阻碍了WC在液相Co中的溶解和析出过程，同时也阻碍了WC晶粒的迁移和生长。此外，GPLs可以作为材料中的传热板，可提高材料的冷却效率从而抑制WC晶粒生长。

摘要:通过对DZ125合金进行蠕变性能测试及组织形貌观察，研究了DZ125合金在高温蠕变条件下的组织演化及变形机制。结果表明，在高温蠕变初期，首先在γ基体通道中运动的两组不同Burgers矢量的混合位错相遇发生反应形成γ'/γ两相界面四边形位错网，γ'相形成筏状组织是在位错网形成之后，随着蠕变的进行，四边形位错网逐渐转变为六边形和类四边形位错网。稳态蠕变期间合金的变形机制是大量位错在基体中滑移和攀移越过筏状γ'相。蠕变后期，位错可在位错网破损处剪切进入筏状γ'相，剪切进入筏状γ'相的位错发生交替滑移使筏状γ/γ'两相扭曲、折断，致使筏状γ/γ'两相界面发生微孔聚集，形成微裂纹，随着蠕变的继续进行微裂纹不断扩展，直至蠕变断裂，是合金在高温蠕变后期的损伤与断裂机制。

摘要:利用Thermo-Calc软件计算了Mg-xZn-2Gd（x=0~12, wt%）合金的平衡凝固和Scheil凝固路径，研究了冷却速率和合金成分对准晶I相含量的影响规律。结果表明，Zn/Gd原子比6.0的合金平衡凝固组织中仅包含准晶I相，而在非平衡凝固时因固相中的溶质扩散受限，W相难以转变为I相，形成W相与I相混合的组织。冷却速率和合金成分的变化均会通过影响初生相α-Mg凝固过程中液相的溶质富集速率，改变次生相结晶时残余液相的溶质含量和温度，并通过影响凝固驱动力来影响次生相的类型及含量。Mg-Zn-Gd铸造合金制备时，提高凝固冷却速率和增加Zn/Gd原子比均会抑制W相并促进I相的形成，获得具有更高准晶I相含量的合金。

摘要:以溶胶-凝胶法结合氢还原制备的公斤级微纳米钒酸锶（SrVO₃）粉末为原料，采用不同目数筛网（未筛粉、100目、200目和300目）筛分后，通过冷压烧结制备SrVO₃块体。研究了SrVO₃粉末和块体材料在空气下的热稳定性，探讨了粒度筛分对其原料粒度及分布、块体晶粒尺寸及电导率的影响。结果表明：SrVO₃块体在空气中的热稳定性优于SrVO₃粉末，发生氧化增重的温度由粉末的335 ℃提高至块体的430 ℃；随着粒度筛分目数的增加，原料粉末的平均粒径减小，粉末电导率增大，对应的冷压烧结块体的电导率也明显提高。粒度筛分可获得粒度更小、更均匀的粉末原料，使冷压烧结制备的块体更致密，为材料中电荷的传导建立更多的有效路径，制备的SrVO₃块体电导率达20 000 S/cm，比未筛粉制备的块体提高了37%。粒度筛分本质上是原料粒度的优化，进一步细化SrVO₃粉末粒度，可望获得更高性能的块体材料，为其在透明导电薄膜、半导体器件、传感器等领域的应用奠定基础。

摘要:采用Gleeble 3800热机械模拟实验机对GH4169合金扩散连接区进行热压缩试验，在变形温度为1213~1333 K和应变速率为0.01~10 s^-1的范围内，研究了GH4169合金扩散连接区的热变形行为。结果表明，通过热变形可以有效消除GH4169合金扩散界面的“连接线”。扩散连接界面区的δ相演化情况受变形条件的影响。变形温度低于δ相的溶解温度时，残存球化的δ相阻碍再结晶形核晶粒的长大，影响后续再结晶过程，降低应变速率可以促进δ相的球化程度；变形温度高于δ相的溶解温度时，δ相溶解为再结晶提供额外的驱动力，再结晶程度显著提升。采用基于应变补偿的双曲正弦型Arrhenius本构方描述GH4169合金扩散连接区流变应力与变形条件间的关系，本构方程的计算值与实验值吻合较好。根据GH4169合金扩散连接区的动态模型构建热加工图，确定了最佳加工参数范围为：变形温度为1310~1333 K、应变速率为0.01~0.05 s^-1。

摘要:研究了Hf微合金化对K4800镍基高温合金高温氧化行为的影响。结果表明，K4800和K4800+0.25Hf 2种实验合金在800、850 ℃空气环境下恒温静态氧化过程中，氧化动力学曲线均符合抛物线规律，但是K4800+0.25Hf合金氧化初期的速率（800 ℃/20 h为0.026 g/m²·h，850 ℃/20 h为0.061 g/m²·h）低于K4800合金（800 ℃/20 h为0.041 g/m²·h，850 ℃/20 h为0.066 g/m²·h）。2种实验合金的氧化层均由外氧化层与内氧化层构成，外氧化层以致密的Cr₂O₃为主，并会在Cr₂O₃外氧化层表面形成少量块状TiO₂，内氧化层主要包含树根状分布的Al₂O₃。但随着合金中Hf含量从0wt%增加到0.25wt%，800 ℃静态氧化1000 h后Cr₂O₃外氧化层平均厚度从2.71 μm减小到2.17 μm，850 ℃静态氧化1000 h后从5.83 μm减小到4.09 μm。EPMA分析结果表明，Hf使K4800合金内氧化层晶界形成HfO₂，促使Al₂O₃在HfO₂周围形成并加速Al₂O₃的生长，晶界的Al₂O₃和HfO₂有利于降低Cr³⁺向外扩散速率，延缓了Cr₂O₃氧化层厚度增加。因此，微量Hf添加有助于提高K4800合金的抗氧化性能。

摘要:稀有金属醇盐，作为半导体芯片栅介质材料的关键前驱体，尤其涉及稀有金属如锆、铪、钽和铌的氧化物，在高科技领域内扮演着重要角色。尽管传统的卤化物合成法制备醇盐已被广泛应用，但其存在流程繁琐、产率低下等缺点；而电化学合成法因其流程简单、产率高等优势而受到瞩目，相比传统工艺可获得更高的利润，提高了相关企业的经济效益。本文综述了课题组近20年来在锆、铪、钽、铌醇盐的电化学合成过程中电极反应机制、工艺参数的确定以及产品的物化性能，旨在推动稀有金属醇盐电合成技术的优化进程，给相关需求企业提供坚实的技术支撑，进一步加速产学研用的一体化快速发展。