铁基、铁镍基中高温合金具有优异的高温组织稳定性和抗辐照性能,常用作核反应堆堆芯高温高压高辐照环境下的服役构件。辐照产生大量的空位和间隙原子等辐照缺陷,温度和压力诱发辐照损伤组织,从而导致材料脆化、软化、肿胀等辐照效应,致使材料失效,威胁核能的安全利用。因而,辐照损伤的有效控制已经成为核反应堆安全的关键问题,揭示空位簇聚成空洞的演变规律并加以调控成为核材料安全服役的核心。辐照实验成本高昂、原位观测难以捕捉,鉴于辐照的特殊性,辐照实验难以满足对反应堆材料中微观结构演化的需求,相场方法能捕捉辐照诱导微观组织的动力学演变过程。本文针对铁基、铁镍基辐照空洞组织,采用耦合了速率理论的相场方法研究温度、辐照剂量、合金成分以及应力状态对空洞演化的影响。论文的主要结果如下。研究Fe-Cr合金空洞形成、长大规律以及温度与辐照剂量对空洞演化的影响,发现辐照剂量对材料中空洞的形核孕育期有非常大的影响,研究发现辐照剂量越高,空洞形核孕育期越短。孕育期与温度的关系较为复杂,相对低温时,温度升高孕育缩短,但当温度继续升高至较高温度时,孕育期延长。在Cahn-Hilliard保守场模型中引入平流项,模拟辐照过程温度梯度对于空洞迁移的影响。空位与间隙原子从低温区向高温区扩散,高温区空位浓度显著高于低温区,致使空洞在高温区优先形成。存在温度梯度时,由于热流的驱动空洞从低温区向高温区不断迁移,并且在迁移过程空洞形貌逐渐发生变化。研究发现空洞移动速度随着空洞半径的增大而减小。以Fe-Cr、Fe-Ni两种合金为例研究合金成分对材料中辐照组织的影响。Cr元素加入将抑制体系内空位产生及空洞的形成,Ni对空位簇聚有抑制作用并延长空洞形核孕育期,提升材料抗辐照性能。Cr和Ni元素的加入能极大地降低辐照诱导肿胀维持材料组织稳定和力学性能稳定,对比发现Cr元素的作用效果更显著。高压环境产生的应力场以及材料组织不均匀应力场叠加,影响空洞的形核、长大和分布。构建了耦合线弹性应变的相场方程,研究外加应力场以及位错应力场对核包壳材料中空洞演化的影响。空位在弹性应力作用下的偏向扩散,使空洞形貌发生变化。在外加应力与位错应力的作用下空位和间隙原子的扩散加速,空洞更容易形成,使得空洞的演化进程加速。