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龙图腾网获悉中国核动力研究设计院申请的专利一种锆合金氧化膜应力及开裂的计算方法、装置和设备获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116612838B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310549513.7，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种锆合金氧化膜应力及开裂的计算方法、装置和设备是由张君松;龙冲生;赵毅;吕俊男;韦天国设计研发完成，并于2023-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种锆合金氧化膜应力及开裂的计算方法、装置和设备在说明书摘要公布了：本发明公开了一种锆合金氧化膜应力及开裂的计算方法、装置和设备，本发明属于锆合金腐蚀动力学技术领域；方法包括基于统计物理和脆性材料统计强度原理，建立锆合金氧化膜应力统计模型和锆合金氧化膜开裂统计模型；采用所述锆合金氧化膜应力统计模型和锆合金氧化膜开裂统计模型计算锆合金氧化膜应力及开裂情况。本发明从氧化膜的生长触发，基于统计物理和脆性材料统计强度原理，建立锆合金氧化膜应力与开裂的统计模型，获得氧化膜应力与开裂行为的变化规律，为锆合金腐蚀动力学奠定了坚实的基础。

本发明授权一种锆合金氧化膜应力及开裂的计算方法、装置和设备在权利要求书中公布了：1.一种锆合金氧化膜应力及开裂的计算方法，其特征在于，包括： 基于统计物理和脆性材料统计强度原理，建立锆合金氧化膜应力统计模型和锆合金氧化膜开裂统计模型； 采用所述锆合金氧化膜应力统计模型和锆合金氧化膜开裂统计模型计算锆合金氧化膜应力及开裂情况；建立的所述锆合金氧化膜应力统计模型为： exx＝Ω2j-Ω1i2Ω1i εxx＝Ω3k-Ω2j2Ω2j 式中，R为普适常数，T为腐蚀温度，fijk表示晶粒结合方式i,j,k出现的几率，N1p为α-Zr的晶面种数，N2p为c-ZrO的晶面种数，N3p为t-ZrO2的晶面种数，Uijk为晶粒总能量，Aα为锆合金氧化膜的面积，Rt-ZrO2为t-ZrO2的平均晶粒半径，Ue 1ij是相应单个c-ZrO晶粒的弹性能，Us 1ij是其界面能；Ue 2jk是相应单个t-ZrO2晶粒的弹性能，Us 2jk是其界面能；V1ij是晶面j与α-Zr晶面i结合的c-ZrO晶粒体积，E1ij是其在结合平面的弹性模量；exx是c-ZrO晶面j与α-Zr晶面i结合时结合面的平均错配应变，Ω2j是c-ZrO晶面j的锆原子面积，Ω1i是α-Zr晶面i的锆原子面积；Sc1 1ij是c-ZrO晶面j与α-Zr晶面i结合面的面积，Γc1 1ij是其比表面能；Sc2 1ij是c-ZrO晶粒的侧面积，Γc2 1ij是其比表面能；Sc3 1ij是c-ZrO晶面j与t-ZrO2晶面k结合面的面积，Γc3 1ij是其比表面能；V2jk是以晶面k与c-ZrO晶面j结合的t-ZrO2晶粒体积，εxx是t-ZrO2晶面k与c-ZrO晶面j组合时结合面的平均错配应变，Ω3k是t-ZrO2晶面k的锆原子面积；St1 2jk是c-ZrO晶面j与t-ZrO2晶面k结合面的面积，Γt1 2jk是其表面能；St2 2jk是t-ZrO2晶粒的侧面积，Γt2 2jk是其表面能；St3 2jk是t-ZrO2晶粒的顶面积，Γt3 2jk是其表面能；εijk xx是每个晶粒的错配应变，Exx ijk是每个晶粒的的弹性系数；σijk xx是单个晶粒XOY平面应力，σf xx是氧化膜在XOY平面的等效应力，Ef是氧化膜的等效弹性模量，εf xx是晶粒在XOY平面的等效线应变；Hijk为晶粒的生长高度，Bv为Zr变成ZrO2的PB值，Hox为平衡高度，Ezz ijk是晶粒在Z向的弹性模量，σijk zz是单个晶粒所受Z向应力，Nijk是c-ZrO的第j晶面与α-Zr的第i个晶面平行，t-ZrO2的第k晶面与c-ZrO的第j个晶面平行形成的t-ZrO2晶粒数量，Sijk是晶粒面积；建立的锆合金氧化膜开裂统计模型为： 当 当 式中，σf是晶粒的断裂强度，H1 ijk是开裂后晶粒的高度、εijk1 xx是开裂后的平面应变、H1 ox是开裂后氧化膜的平衡厚度、ρf是开裂后氧化膜中的总孔隙率、以及ρz是开裂后垂直裂纹空隙率。

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