FeCrAl合金在服役工况和事故工况下均表现出良好的氧化抗力和高温强度，是最具应用前景的事故容错燃料包壳（ATF）材料之一。在过冷泡核沸腾工况下，冷却剂中的金属离子和氧化物颗粒会沉积在包壳表面形成污垢，降低包壳的传热效率，引起垢致包壳局部腐蚀（CILC）或垢致功率偏移（CIPS），影响反应堆运行的安全性和经济性。因此研究FeCrAl合金包壳管的积垢行为及机制对于其服役性能数据积累及实际应用有重要意义。
核电结构材料的环境疲劳性能评价研究组在国家自然科学基金（52171085）、中广核研究院委托项目及辽宁省博士科研启动基金计划项目（2020-BS-005）的共同支持下，研究了FeCrAl合金燃料包壳管在高温高压水中的腐蚀行为及积垢行为，考察了注Zn的影响规律与机制。发现FeCrAl包壳管表面形成了由富Cr的尖晶石内氧化层、富Fe的尖晶石外氧化层和污垢层组成的三层结构，内外氧化层与污垢层均随试验时间延长而生长。注Zn后内氧化层的厚度变薄，形成了保护性更好的ZnCr2O4。Zn的存在使尖晶石氧化物的形核速率增大，外层氧化物和污垢颗粒的尺寸减小。外氧化层颗粒尺寸变小，表面粗糙度降低，表面润湿性增大，进而减缓了早期的污垢沉积。相关结果已发表于Corrosion Science, 211, 2023, 110909。
注Zn对污垢层表面和截面形貌的影响；注Zn对污垢层截面元素组成的影响；注Zn对垢下氧化膜表面形貌的影响；注Zn对垢下氧化膜截面形貌和元素组成的影响
（核电结构材料的环境疲劳性能评价研究组 供稿）
