第一原理研究Zr元素对UO_2结构与力学性能的影响

作者：雷艳丽; 黄华伟; 喻冲; 杨静; 刘艳军

来源：材料科学与工程学报, 2014, (01): 126-129+153.

DOI：10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2014.01.009

• UO2
• 弹性性能
• 脆韧性
• 第一性原理 UO2
• elastic properties
• brittle-to-ductile
• first-principles

本文采用第一性原理密度泛函理论研究了Zr元素对UO2结构与力学性能的影响。计算结果表明,随着Zr元素含量的增加,UO2的晶格参数、晶胞体积均逐渐减小。其中,掺杂形成能,U-O键,Zr-O键和O-O键的单位键长随着Zr元素的增加而降低。通过计算其弹性模量,发现Zr含量在20wt%前,随着Zr含量的增加,UO2的体模量略微增大,而剪切模量略微降低;当Zr的含量达到40wt%时,UO2体模量随着Zr含量的增加而明显增大,剪切模量反而增大。同时,随着Zr含量的增加,UO2的B/G值不断增加,材料呈脆性向塑性转变的趋势。

• 出版日期2014
• 单位西南石油大学; 中国核动力研究设计院