铁在液态铅铋合金中腐蚀的分子动力学研究

发布时间：2019-10-15 16:56

【摘要】：液态铅铋合金(LBE)是一种性能优异的材料,在加速驱动系统(ADS)中作为散裂靶和冷却剂材料。然而,在ADS中,贮存LBE的容器和结构钢材料在高温下与LBE直接接触时会被严重腐蚀。本文研究该腐蚀和金属Cr、Ni减轻该腐蚀的机制。研究发现,铁在LBE中被腐蚀的微观机制是由于铁原子与LBE原子相互渗透,破坏了铁材料结构;铁中掺入Cr、Ni可以有效减轻铁的腐蚀,其微观机理为金属Cr、Ni加入到铁后阻止了LBE原子渗入铁材料中破坏其结构。
【图文】：

原子,扩散系数

３期逦刘捷等：铁在液态铅铋合金中腐蚀的分子动力学研究逦５５９逡逑ｐｓ，弛豫时间为１０邋ｐｓ，平衡时间为８０邋ｐｓ。模拟完成逦３３逦７逡逑后，根据公式（６）、（７）计算出铁在ＬＢＥ中的扩散系逦３．０邋－逡逑数。逡逑＂曜ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ逡逑ＬＢＥ逡逑图１？服系统微？｜构Ｉｆ蓝２、）Ｂｌ原子■分醒２．２铁中掺入不同比例Ｃｒ、Ｎｉ逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｔｈｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｂｏｘ邋ｏｆ邋Ｆｅ－ＬＢＥ邋ｓｙｓｔｅｍ邋（Ｔｈｅ邋ｃｏｌｏｒｓ邋ｏｆ逦基于上述模拟的准确性，本文研究了在铁中加逡逑Ｆｅ，邋Ｐｂ邋ａｎｄ邋Ｂｉ邋ａｔｏｍｓ邋ａｒｅ邋ｙｅｌｌｏｗ，邋ｇｒｅｙ邋ａｎｄ邋ｉｎｄｉｇｏ，邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）入不同比例邋Ｃｒ，Ｎｉ邋的情况，此时模拟温度，，模拟参逡逑数都与２．１节相同。本文在铁中掺入金属Ｃｒ，Ｎｉ质逡逑利用铁在ＬＢＥ中的ＭＳＤ（图２）和式⑷、（７）邋量分数如下：逡逑计算出了邋１0２３邋Ｋ时铁在ＬＢＥ中的扩散系数为逦■＞、也址士c郏戆耍峰澹鳌㈠义希玻玻村澹澹保埃瑰澹恚郑螅桓弥涤耄拢幔睿澹颍辏澹透龅氖笛橹靛危掊澹饺耍椒郑祝ㄥ澹迿逡逑２．２７邋士邋０．Ｕ邋ｘ邋１0－Ｗ／ｓ十分接近，这说明了本文模贼？卜咖的铬时，计算结逡逑拟结果的可靠性。紧接着，本文计算了在不同温度逦＃逡逑下（７７３邋Ｋ，８７３邋Ｋ，９７３邋Ｋ，１０７３邋Ｋ，１１７３邋Ｋ，１２７３邋Ｋ）逦逦逡逑铁在ＬＢＥ中的扩散系数，结果如图３所示。到目前逦３＿Ｇ邋ｈ—无杂质逡逑为止，仅Ｂａｎｅｒｊｅ得出温度为１０２３邋Ｋ时铁在ＬＢＥ中逦．：二ｙｙ邋－Ａ逡逑的扩散系数实验值，因此本文模拟所得到的值可以逦ｗ邋－

曲线图,曲线图,扩散系数,掺入

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【作者单位】：中国科学院大学工程科学学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.51276190)
【分类号】：TG171

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