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合肥研究院液態金屬鋰鉛腐蝕模擬研究取得新進展

2019-03-29 11:11:04 作者：本網整理來源：中國科學院網站分享至：

近期，中國科學院合肥物質科學研究院核能安全技術研究所在結構鋼液態金屬鋰鉛腐蝕研究方面取得新進展，研究揭示了結構鋼腐蝕與晶體取向的關聯性，相關成果發表在國際核材料期刊Journal of Nuclear Materials上。

液態金屬包層是目前國際上聚變堆包層設計研究的主要方案之一。聚變堆包層設計通常選用低活化鋼作為結構材料，而液態金屬鋰鉛合金由于具有工作溫度高、導熱性能好和氚增殖比高等優點，成為聚變反應堆重要的候選氚增殖和冷卻劑材料。低活化鋼等結構材料的耐液態鋰鉛腐蝕性能是液態金屬包層發展的關鍵問題之一。

針對該問題，研究人員開展了低活化鋼在液態金屬鋰鉛中的腐蝕模擬研究，基于第一性原理計算揭示了腐蝕與晶體取向的關聯性。在液態鋰鉛與低活化鋼的接觸面，其排布的液態金屬元素優先為鉛。盡管液態金屬元素在（110）、（001）和（111）表面吸附位的占據情況有差別，但其在接觸面處的覆蓋面密度幾乎一致。此外，計算表明，低活化鋼沿<110>晶向的腐蝕相較于其他晶向更容易發生。以上研究為低活化鋼耐腐蝕設計提供了重要參考依據。

該研究得到國家磁約束聚變能發展研究專項和國家自然科學基金等的資助。