金属铀凭借其优良的核性能和独一无二的物理、化学性能而在核能发电、国防安全等关键领域有着重要而广泛的应用。同时,金属铀是一种化学性质高度活泼的放射性材料,在工程应用中必须要考虑其腐蚀问题,以减少资源浪费,降低环境污染。关于金属铀的腐蚀防护问题研究已经开展了很多年,其中采用辉光放电等离子体氮化技术对金属铀进行表面改性处理的方法是近些年来发展迅速且应用前景广阔的一种技术手段。表面氮化改性处理后的金属铀在水、氧等常规环境介质中具有良好的耐腐蚀能力。但关于表面氮化处理后金属铀在以海洋环境为代表的含氯离子溶液体系中腐蚀相关问题的研究并不充分,这严重制约了金属铀的应用拓展范围。基于上述背景,本文利用扫描电子显微镜、俄歇电子能谱仪及微区扫描电化学探针系统等主要分析设备,结合宏微观形貌、成分分析和电化学测试手段对盐雾试验模拟海洋大气环境和含氯离子溶液中电化学腐蚀的试样进行了分析和研究,对各类实验现象进行了较为充分和深入的讨论,主要开展了以下几个方面的研究工作：采用人工加速盐雾腐蚀实验模拟海洋气氛的方法研究了在GB/T 10125-1997标准条件下表面氮化处理后金属铀的腐蚀行为,观察了腐蚀过程中试样表面的形貌特征和点蚀坑的形貌,对腐蚀产物状态、成分及腐蚀后试样表面状态作了分析研究。结果表明金属铀表面氮化处理后夹杂物位置会发生凹陷,形成点缺陷,导致表面氮化膜失去完整性,试样表面出现台阶,晶体缺陷和内应力容易在缺陷处累积,成为整个钝化保护膜的薄弱区域,在盐雾加速腐蚀条件下会首先发生腐蚀,成为点蚀形核点。使用俄歇电子能谱仪和激光拉曼光谱分析研究了盐雾环境中氮化处理后金属铀腐蚀的表面形貌和产物状态,发现铀氮化物均一、完整的表面在高浓度盐雾腐蚀条件下仅在表层几十纳米的范围内发生轻微氧化,且此氧化膜对下层材料有钝化保护作用,不会发生进一步的腐蚀,说明完整的铀氮化物钝化膜对提高金属铀表面在较高浓度盐雾环境下的耐腐蚀能力有显著作用；表面氮化的金属铀在盐雾气氛条件下的腐蚀产物主要是UO2,也有少量的U308。利用电化学工作站,通过动电位极化和电化学交流阻抗等研究方法对表面钝化膜的失效行为进行了研究,发现表面氮化的金属铀在含氯离子溶液中腐蚀行为机制会随溶液浓度变化而变化,0.05 mol·L-1附近可能为发生腐蚀的临界浓度。在溶液浓度低于0.05mol·L-1时,浸泡1小时的样品表面钝化膜可稳定存在,不发生明显腐蚀；而溶液浓度大于0.05 mol·L-1时,就存在发生点蚀的倾向,随着溶液浓度的增加,点蚀出现的孕育期越短,腐蚀速率也越快。借助微区扫描电化学工作站对局部腐蚀活性区域的电化学特征参量进行扫描和分析,从微观角度加深了对点蚀区域电化学、化学状态的认识。提出了含氯离子的溶液中表面氮化处理后金属铀的反应机制并进行讨论,结果表明该机制能够合理解释大部分实验现象,具有一定的理论参考价值和实践指导意义。