液态金属锂铅腐蚀模拟研究取得新进展

本文摘要：近期，中国科学院合肥物质科学研究院核能安全性技术研究所在结构钢液态金属锂铅生锈研究方面获得新进展，研究说明了了结构钢生锈与晶体倾向的关联性，涉及成果公开发表在国际核材料期刊Journal of Nuclear Materials上。液态金属包层是目前国际上核聚变填包层设计研究的主要方案之一。核聚变填包层设计一般来说搭配较低活化钢作为结构材料，而液态金属锂铅合金由于具备工作温度低、导热性能好和氚细胞分裂比高等优点，沦为核聚变反应堆最重要的候选氚细胞分裂和冷却剂材料。

近期，中国科学院合肥物质科学研究院核能安全性技术研究所在结构钢液态金属锂铅生锈研究方面获得新进展，研究说明了了结构钢生锈与晶体倾向的关联性，涉及成果公开发表在国际核材料期刊Journal of Nuclear Materials上。液态金属包层是目前国际上核聚变填包层设计研究的主要方案之一。核聚变填包层设计一般来说搭配较低活化钢作为结构材料，而液态金属锂铅合金由于具备工作温度低、导热性能好和氚细胞分裂比高等优点，沦为核聚变反应堆最重要的候选氚细胞分裂和冷却剂材料。

较低活化钢等结构材料的耐热液态锂铅腐蚀性能是液态金属包层发展的关键问题之一。针对该问题，研究人员积极开展了低活化钢在液态金属锂铅中的生锈仿真研究，基于第一性原理计算出来说明了了生锈与晶体倾向的关联性。

在液态锂铅与较低活化钢的接触面，其化学键的液态金属元素优先为铅。尽管液态金属元素在（110）、（001）和（111）表面导电位的占有情况有差异，但其在接触面处的覆盖面密度完全完全一致。此外，计算出来指出，较低活化钢沿晶向的生锈相比于其他晶向更容易再次发生。以上研究为较低活化钢耐腐蚀设计获取了最重要参照依据。

该研究获得国家磁约束核聚变能发展研究专项和国家自然科学基金等的资助。

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