本项目以事故容错燃料（ATF）用Cr涂层锆合金包壳为研究对象，围绕其在反应堆高温高压水环境中的腐蚀溶解行为，系统开展了实验研究与理论分析工作。依托自主搭建的高温高压微动循环水化学回路，模拟压水堆一回路典型工况（涵盖50–350℃温度范围、不同溶解氧浓度以及硼锂水化学环境），综合采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）等多尺度表征手段，结合热力学理论计算与电化学测试方法，揭示了温度、溶解氧及水化学条件对金属Cr及Cr涂层溶解行为的调控规律，建立了一套完整的Cr涂层腐蚀溶解评价方法，为其在先进燃料包壳中的工程应用提供关键数据与理论支持。

本项目旨在系统研究Cr涂层在模拟压水堆运行工况下的腐蚀溶解动力学与电化学机制。具体目标包括：（1）通过高温高压循环水回路实验，获取金属Cr及Cr涂层在不同温度（50–350℃）、不同溶解氧浓度（溶氢与溶氧）条件下的溶解速率，明确临界转变温度，建立溶解动力学模型；（2）基于Criss-Cobble热力学外推方法，计算高温条件下Cr相关物种的热力学参数，构建温度修正后的Cr-H₂O体系Pourbaix图，从热力学角度阐明Cr在溶氢与溶氧环境中的溶解行为本质差异；（3）通过开路电位、电化学阻抗谱及极化曲线测试，系统表征Cr在两种水化学环境下的电化学行为差异，并引入点缺陷模型（PDM）从原子尺度揭示氧化膜生长与溶解机制。

本项目取得了以下主要成果：（1）明确了温度与溶解氧是控制Cr溶解行为的关键环境因素，发现约150℃的临界转变温度，在溶氢环境下Cr涂层净溶解速率极低（0.05–0.20 mg/m²），而在含氧环境下溶解速率显著增大，溶解氧的引入是促进Cr涂层失效的关键因素；（2）基于Criss-Cobble外推方法，成功构建了温度修正后的Cr-H₂O体系Pourbaix图，揭示了Cr₂O₃溶解度在150–200℃区间存在极小值，与实验观察高度吻合；（3）通过电化学测试揭示了溶氢与溶氧环境下Cr氧化膜的结构差异，溶氧环境下自腐蚀电位正移约800 mV，阻抗谱呈现双时间常数特征。建立了综合考虑温度、氧分压及pH影响的Cr溶解动力学预测模型，为Cr涂层在核反应堆中的寿命评估提供了量化工具。