硅元素的添加能够显著提高核用SIMP钢的抗氧化和耐液态金属腐蚀性能，但目前关于硅元素改善SIMP钢耐蚀性的机理仍不清晰。重点实验室核用耐热钢研究组通过设计了三种不同Si含量实验钢（<0.03 wt.%、0.58 wt.%和1.22 wt.%，对应简称为0Si、06Si和12Si钢），研究它们在700℃、空气环境中的氧化动力学、氧化膜复杂结构，来研究了Si元素提高SIMP钢抗氧化性能的机理。对样品氧化层的表面和截面系统分析发现，0Si钢和06Si钢中的氧化物生长初始受Cr的向外扩散控制，氧化后期受Fe的向外扩散控制，从而形成Fe2O3外层和Fe-Cr尖晶石内层的氧化物结构。与0Si钢和06Si钢相比，12Si钢长时氧化后形成了不同的氧化膜结构，主要由Cr2O3Mn1.5Cr1.5O4构成，其生长主要受Cr元素向外扩散控制。该结果与氧化层的形貌和氧化动力学曲线一致。氧化后SIMP钢中的硅元素主要形成了不同形态的SiO2非晶层，其中在硅含量较低的06Si钢中基体与氧化层界面上形成了非连续的SiO2颗粒，Fe-Cr尖晶石层中形成了局部连续的竹节状SiO2膜；而在12Si钢的基体与氧化层界面上形成了厚度~50 nm的连续SiO2薄层。连续SiO2薄层能够有效阻碍Fe的向外扩散，这是12Si钢具有优异抗氧化性能的主要原因。相关研究结果已发表于Corrosion science, 167, 2020, 108519。