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作者：白伟;王文科;王智辉;闫国庆;张建东;王力军;
单位：中国有研科技集团有限公司生物冶金国家工程实验室;有研资源环境技术研究院有限公司;北京有色金属研究总院;
摘要：氢化锆是核反应堆理想的固体中子慢化剂，在制备过程中随着基体氢含量的增加，氢化物依次发生α→β→δ→ε的相转变，从而导致氢化锆基体中产生内应力，进一步导致氢化锆开裂。研究了氢化锆相组成、相结构和应力与氢含量的关系。采用X射线衍射（XRD）表征了样品的物相组成，H/Zr（原子比）为0.8时样品含α, γ, δ相，H/Zr为1.2和1.45时样品含γ和δ相，H/Zr为1.60和1.64时样品均只含δ相，H/Zr为1.85和1.90时样品均只含ε相，结果表明氢化锆中氢含量与物相组成的对应关系基本符合样品Zr-H相图。对XRD结果进行精修分析，得到δ相（面心立方（fcc））和ε相（面心四方（fct））氢化物晶格常数与氢含量的关系为：随着氢含量的增加，δ相氢化锆晶格常数a逐渐变大，晶胞体积也逐渐变大；氢含量越大，ε相氢化锆晶格常数a越大，c则越小，晶胞体积也更大。利用X射线衍射应力仪测量了样品表面残余应力，结果表明Zr-1Nb合金表面应力为压应力，大小为-163.7 MPa；氢化锆表面则为拉应力，结果表明：H/Zr为1.57时，表面应力是12.2 MPa; H/Zr为1.67时，表面应力是18.6 MPa; H/Zr为1.74时，表面应力是30.8 MPa；随着氢含量的增加，残余应力逐渐增大。
关键词：锆合金;;残余应力;;氢化物;;晶格常数
基金资助：国家自然科学基金项目（51674035）资助
