Mo合金具有高熔点、高硬度和高温抗蠕变性能,可作为新一代包壳材料被开发利用。Mo合金在严重失水事故中会发生灾难性氧化,通过在Mo管表面制备Zr涂层有望解决Mo的氧化问题。然而,Zr合金在高温下的失稳氧化效应对基体保护作用有限,而高温下涂层和基体元素的互扩散不容忽视,Mo-Zr体系中间相对基体的保护性是值得探究的问题。Nb元素是包壳常用的微量元素,研究Nb元素的添加对Mo-Nb-Zr体系合金高温相关系的影响,并进一步研究合金成分对Mo-Nb-Zr合金氧化层显微组织形貌、氧化层厚度、氧化层相组成以及氧化层元素分布的影响,探究高温氧化过程和高温氧化机理,对Mo基合金包壳材料服役需求的满足是非常重要的。本课题主要工作和研究结果如下:采用电弧熔炼的方法制备了6种成分的Mo-Zr二元铸态合金,并通过等温氧化的方法研究了Mo-Zr铸态合金在1100 oC的高温氧化行为,研究包括氧化动力学曲线变化、氧化层表面、截面显微组织形貌等。经过1h的等温氧化后,合金表面都生成多孔洞、裂纹缺陷的m-Zr O2/Mo O3的混合氧化层,对基体几乎没有保护性。通过合金的中间腐蚀层发现合金相（Mo）、（Zr）和Laves中存在（Zr）的优先氧化以及随后的Laves相和（Mo）的选择性氧化过程。探究了氧化层中缺陷的形成的多种因素,包括Zr O2马氏体转变、氧化物形成和生长的体积膨胀以及冷却过程与基体失配等。采用SEM-EDS、EPMA和红外高温测温等方法,测定了Mo-Nb-Zr体系的950 oC和1500 oC等温截面相图以及垂直截面相图液相线。发现与最新的Mo-Nb-Zr热力学数据库绘制相图相比,950 oC等温截面靠近Nb-Zr端的bcc相混溶间隙具有更宽的固溶度范围,1500 oC等温截面所测得的bcc+Laves两相区更窄,x（Mo）+x（Nb）=0.67、x（Mo）+x（Zr）=0.6垂直截面液相线略低于计算的液相线。采用电弧熔炼技术制备了8种组分的Mo-Nb-Zr三元铸态合金,并在富Laves相成分合金S4（65Mo-35Zr,at.%）中设置了Nb（0.8%、1%和15%）的含量梯度。对Mo-Nb-Zr体系铸态合金的1100 oC等温氧化行为进行了研究,发现添加了Nb（8%～15%）Mo-Nb-Zr合金抗高温氧化性能较Mo-Zr合金差,S4合金添加0.8%Nb的抗高温氧化性能较添加1%Nb和15%Nb抗高温氧化性能差。氧化层均是由m-Zr O2、c-Zr O2、Mo O3和Nb2O5组成的混合氧化层。发现中间腐蚀层具有良好的阻止O在基体中扩散的作用,并提出了氧化层失效发生灾难氧化的可能原因:中间腐蚀层附加应力积累、Nb2O5的多晶型和各向异性引起膨胀失配、Zr O2多晶型体积膨胀和热膨胀失配等。