采用密度泛函理论研究Nb、Sn、Cu、Fe和Cr 5种合金元素对氧在Zr(0001)晶面吸附能的影响, 发现Nb、Sn和Cu会促进氧在Zr(0001)晶面吸附, Fe和Cr对氧吸附的影响因吸附的位置不同而存在差异。研究5种合金元素对氧化后Zr(0001)晶面化学键的破坏情况, 发现Nb对Zr(0001)晶面破坏程度最小而且可以迅速复原, Sn可以使(0001)晶面相邻的两个化学键都变长, 对晶面的破坏性大。最后讨论5种合金元素在Zr(0001)晶面的偏聚能, 发现Sn、Fe和Cr偏聚能为负值, 容易偏聚到Zr(0001)晶面, 而Nb和Cu偏聚能为正值, 不易在Zr(0001)晶面偏聚。综合以上分析, Nb可以促进氧在Zr(0001)晶面的吸附行为, 氧化后(0001)晶面可以快速复原, 从而阻碍其他氧原子进入, 抑制疖状腐蚀的发生。Sn容易偏聚到Zr(0001)晶面, 可以促进氧在Zr(0001)晶面吸附, 氧化后会造成Zr(0001)晶面较大的破坏, 促进氧进入Zr(0001)晶面, 促进疖状腐蚀的发生。
