核工业是国家安全的重要基石，随着世界各国对核武器与清洁能源的需求量越来越大，人们越来越重视核材料的研究与探索。铀及铀合金等高活性金属因其独特核性能，在核材料结构件、核反应堆燃料及原子弹燃料等方面应用广泛。然而，熔炼这些金属对模具要求极高。目前常用石墨材料作为模具，但高合金金属与石墨易发生反应，因此需要制备陶瓷涂层进行隔离。本文使用了Y₂O₃涂层作为目标涂层进行研究，使用有限元方法构建了1600℃高温铀合金浇铸到容器的过程的数字孪生模型，简要预测了热冲击情况以及使用Inconel738作为容器基体的可行性。通过实验对制备的样品进行表征。结果表明：铀合金倒入容器中0.3 s时，会在容器底部产生最高温度和最大速度，可能对容器底部涂层产生热冲击。基体材料为石墨时，铀合金倒入至容器体积三分之二过程中，容器温度缓慢增长，液面下方容器与容器内部温度为1423.44K。而使用镍基高温合金作为容器基体，倒入0.6s时，容器与容器内部大部分区域温度迅速增长至1876K，模拟结果显示在此温度容器会融化，故使用镍基高温合金作为容器基体材料不合理。实验表征结果表明，用文中喷涂参数制作的Y₂O₃涂层平均孔隙率为7.8%，平均粗糙度为7.64μm，硬度平均值为3.24GPa，弹性模量平均值为58.2GPa。
 

铀合金；有限元方法；氧化钇；热冲击；等离子喷涂；石墨