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综述了铀的合金化理论、熔炼和热处理条件、相变规律以及铀合金微观组织结构与力学性能的关系；综述了铀合金的吸氢-释氢特性和氢对铀合金性能的影响；评述了材料的氢化处理技术。 为了改善金属铀的贮氢性能，本文采用了在金属铀中加入少量锆、钛和铌等合金元素的方法来改善金属铀的抗粉化性，同时合金化后仍然能保持金属铀独特的贮氢特性。在0～0.4MPa氢压和573～723K温度范围内研究了U-10％Zr（质量分数，下同）、U-0.7％Ti、U-2.4％Nb和U-6.2％Nb等合金的吸氢-释氢特性；比较了几种贮氢材料回收、贮存和净化氢同位素的性能以及抗粉化性。实验发现这几种铀合金（尤其是铀锆合金）具有优良的吸氢-释氢特性和较好的抗粉化性能。 为了寻找铀合金净化和均匀化方法，本文首次提出了用氢化处理技术来降低铀合金中的有害非金属杂质含量和提高铀合金的成分均匀性，最终改善铀合金的性能。考察了氢化处理对金属铀、铀锆合金、铀铌合金和铀钛合金微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响。实验发现氢化处理技术可用于去除铀合金中的碳氮氧等有害非金属杂质、提高合金元素的均匀化和合金化程度、改善合金的塑性和提高铀合金的抗腐蚀性能。 为了揭示金属铀与氢气、氧气和一氧化碳等环境气体分子相互作用的行为和机理，本文用量子化学从头计算方法计算了U-H和U-O-C体系气态分子的优化构型；从理论上分析了铀与氢同位素相互作用的热力学和可能发生的反应途径；利用势能面探讨了U与O2和CO初始相互作用的过程和产物构型。计算结果从热力学上证明了铀与H2的初始反应产物可能有UH、UH2、UH3、U2H2和U2H4等；随着铀与O2相互作用的方式的不同，铀氧化的初始产物或者是UO分子，或者是直线型UO2分子；CO在铀上的吸附属于解离吸附，并以CO的碳端与铀原子相互作用最有利，初始相互作用产物主要有碳化物（UC）和碳氧化物（UCO，CUO等）。