| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-10页 |
| 目录 | 第10-15页 |
| 1 绪论 | 第15-32页 |
| ·核电中的锆合金 | 第15页 |
| ·锆合金的发展 | 第15-18页 |
| ·Zr-Sn合金 | 第16-17页 |
| ·Zr-Nb合金 | 第17页 |
| ·Zr-Nb-Sn合金 | 第17-18页 |
| ·材料设计和CALPHAD方法 | 第18-24页 |
| ·基本原理 | 第19页 |
| ·热力学模型 | 第19-23页 |
| ·低元系预报高元系 | 第23-24页 |
| ·基于密度泛函理论的第一性原理方法 | 第24-30页 |
| ·密度泛函理论 | 第25-26页 |
| ·Kohn-Sham方程 | 第26-27页 |
| ·交换关联能泛函 | 第27页 |
| ·局域密度近似和广义梯度近似 | 第27-28页 |
| ·赝势 | 第28-29页 |
| ·基于DFT理论的解析过程 | 第29-30页 |
| ·研究目的和意义 | 第30-32页 |
| 2 二元系 | 第32-48页 |
| ·V-Zr体系 | 第32-40页 |
| ·相图和实验信息 | 第33页 |
| ·热力学模型 | 第33-35页 |
| ·纯组元 | 第33-34页 |
| ·液相 | 第34页 |
| ·BCC相和HCP相 | 第34页 |
| ·V_2Zr相 | 第34-35页 |
| ·V_2Zr热力学性质的第一性原理计算 | 第35-38页 |
| ·计算原理 | 第35-36页 |
| ·计算方法及结果 | 第36-38页 |
| ·V-Zr二元系的热力学优化 | 第38-40页 |
| ·热力学参数的优化 | 第38页 |
| ·热力学优化结果 | 第38-40页 |
| ·O-Zr体系 | 第40-47页 |
| ·相平衡和热力学信息 | 第40-43页 |
| ·热力学模型 | 第43-45页 |
| ·纯组元 | 第43页 |
| ·液相 | 第43-44页 |
| ·HCP和BCC相 | 第44页 |
| ·化学计量化合物 | 第44页 |
| ·非化学计量化合物 | 第44-45页 |
| ·O-Zr二元系热力学参数优化及结果 | 第45-47页 |
| ·热力学参数的优化 | 第45页 |
| ·热力学优化结果及讨论 | 第45-47页 |
| ·本章小结 | 第47-48页 |
| 3 三元系 | 第48-92页 |
| ·Zr-Fe-Nb体系 | 第48-82页 |
| ·相关二元体系 | 第49-50页 |
| ·已报道的相平衡和热力学的实验信息 | 第50-57页 |
| ·三元析出相 | 第53-54页 |
| ·ZrFe_2-NbFe_2伪二元系 | 第54页 |
| ·不变反应 | 第54-55页 |
| ·液相面 | 第55页 |
| ·等温截面 | 第55-57页 |
| ·Zr-Fe-Nb体系析出相的实验研究 | 第57-66页 |
| ·合金样品的制备 | 第57-58页 |
| ·Zr-25.03 at.%Fe-5.59 at.%Nb合金样品的物相分析 | 第58-60页 |
| ·Zr-60.84 at.%Fe-7.46 at.%Nb合金样品的物相分析 | 第60-63页 |
| ·Zr-40 at.%Fe-10 at.%Nb合金样品的物相分析 | 第63-64页 |
| ·结果讨论 | 第64-66页 |
| ·Zr-Fe-Nb体系中Laves_C15相的Rietveld结构精修 | 第66-70页 |
| ·实验方法 | 第66页 |
| ·Rieveld结构精修 | 第66-68页 |
| ·结果讨论 | 第68-70页 |
| ·热力学模型 | 第70-72页 |
| ·纯组元 | 第70页 |
| ·液相和固溶体相 | 第70页 |
| ·化合物相 | 第70-72页 |
| ·Laves和Zr_2M相热力学性质的第一性原理计算 | 第72-79页 |
| ·准谐声子方法预测Laves_C14和Laves_C15相的热力学性质. | 第72-74页 |
| ·Debye理论预测Laves_C36和Zr_2M相的热力学性质 | 第74-79页 |
| ·Zr-Fe-Nb体系的热力学优化 | 第79-82页 |
| ·热力学参数的优化 | 第80页 |
| ·热力学优化结果 | 第80-82页 |
| ·Zr-Nb-O体系 | 第82-90页 |
| ·相平衡和热力学信息 | 第82-86页 |
| ·Zr-Nb二元系 | 第82-83页 |
| ·Nb-O二元系 | 第83-84页 |
| ·Zr-O二元系 | 第84页 |
| ·Zr-Nb-O三元系 | 第84-86页 |
| ·热力学模型 | 第86-88页 |
| ·液相 | 第86-87页 |
| ·α相和β相 | 第87页 |
| ·化学计量化合物 | 第87-88页 |
| ·非化学计量化合物 | 第88页 |
| ·Zr-Nb-O体系的热力学参数优化及结果 | 第88-90页 |
| ·本章小结 | 第90-92页 |
| 4 锆合金热力学数据库及工艺相图预测 | 第92-111页 |
| ·锆合金热力学数据库 | 第92-98页 |
| ·数据库的组成 | 第92-96页 |
| ·热力学模型 | 第96-98页 |
| ·气相(GAS) | 第96页 |
| ·液相(LIQUID) | 第96-97页 |
| ·固溶体相(BCC、FCC、HCP) | 第97-98页 |
| ·化合物相 | 第98页 |
| ·数据库的可靠性验证 | 第98-103页 |
| ·Zr-Nb-Fe合金析出相随合金成分和热处理制度的变化关系 | 第99-101页 |
| ·Zr-4+Nb合金析出相的化学成分 | 第101-103页 |
| ·M5和Zr-4合金工艺相图的预测 | 第103-110页 |
| ·合金的相量 | 第104-106页 |
| ·相组成 | 第106-110页 |
| ·本章小结 | 第110-111页 |
| 5 氧化膜 | 第111-144页 |
| ·氧化膜的结构 | 第111-113页 |
| ·锆合金氧化膜的弹性常数计算 | 第113-128页 |
| ·理论基础 | 第113-117页 |
| ·弹性常数的第一性原理计算 | 第117-126页 |
| ·多晶弹性性能 | 第126-128页 |
| ·锆合金氧化膜的弹性应变能 | 第128-133页 |
| ·理论基础 | 第128-129页 |
| ·t-ZrO_2与α-Zr晶格匹配的弹性应变能 | 第129-133页 |
| ·锆合金氧化膜的位错能 | 第133-135页 |
| ·理论基础 | 第133页 |
| ·t-ZrO_2与α-Zr晶格匹配的位错能 | 第133-135页 |
| ·t-ZrO_2与α-Zr界面层的结构模拟 | 第135-139页 |
| ·Shen-Dann逐层生长模型 | 第135-136页 |
| ·氧化膜平衡晶格常数的总能最小判据 | 第136页 |
| ·t-ZrO_2与α-Zr界面层的结构模拟 | 第136-139页 |
| ·其他金属元素进入氧化膜后对界面结构的影响 | 第139-142页 |
| ·固溶元素对t-ZrO_2晶体结构的影响 | 第139-141页 |
| ·固溶元素对界面层结构的影响 | 第141-142页 |
| ·本章小结 | 第142-144页 |
| 6 结论 | 第144-146页 |
| 本论文创新点 | 第146-147页 |
| 参考文献 | 第147-161页 |
| 攻读博士学位期间取得的研宄成果 | 第161-162页 |
| 致谢 | 第162页 |
