液态氟化物扩散及粘度的分子动力学模拟研究

发布时间：2021-02-02 21:58

　　在能源问题日益严峻的今天,能量密度高、低碳排放、潜在的可持续发展的核能的研究与开发已经引起了人们广泛的关注。核能包括核聚变能和核裂变能。熔融盐反应堆就是核裂变反应堆的一种,液态氟化物混合盐在熔盐反应堆中作为冷却剂、溶剂和载体。作为溶剂和冷却剂,使得燃料可以溶于其中,简化反应堆结构,也使得燃料消耗均匀化,而作为载体,它能提供熔融载体,并改善共熔体的物理化学性质,提高熔盐堆的能量效率,降低意外发生的几率,从而使反应堆的环境更加安全。因此,它们的扩散性能和流动性能,即扩散系数和粘度引起了人们的关注。本文用分子动力学方法,结合Born-Mayer势,研究了Li F、Na F、KF这三种氟化物在液态时的扩散性质和粘度,重点分析了温度和压强对扩散系数的影响,温度对粘度的影响。本文首先分别计算了Li F、Na F、KF在各温度下的RDF曲线,预测了Li F、Na F、KF各自的熔点,并通过晶格能随温度的变化结果来验证了这个预测,三种氟化物的熔点均小于实验值,这主要是由势函数所引起的。另外,给体系加压之后,三种氟化物的熔点都变大了,这是因为体系加压之后,离子间的距离会变小,离子间的结合就会变得很强,导... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义以及研究现状
    1.2 氟化物扩散性质和粘度的研究进展
        1.2.1 LiF的扩散性质和粘度的研究进展
        1.2.2 NaF的扩散性质和粘度的研究进展
        1.2.3 KF的扩散性质和粘度的研究进展
    1.3 研究液态氟化物扩散系数的实验方法
    1.4 本文研究内容
第2章 基本模型及方法介绍
    2.1 引言
    2.2 分子动力学方法
        2.2.1 分子动力学简介
        2.2.2 有限差分法
        2.2.3 系综简介
        2.2.4 系统调温技术
    2.3 离子晶体能量及势参数
        2.3.1 离子晶体
        2.3.2 Born-Mayer势及势参数
    2.4 扩散系数的计算
    2.5 粘度的计算
    2.6 基本计算模型
    2.7 本章小结
第3章 LiF的扩散系数和粘度
    3.1 引言
    3.2 液态LiF的基本物理性质
    3.3 液态LiF的扩散性质的研究
        3.3.1 液态LiF的扩散系数随温度的变化关系
        3.3.2 液态LiF的扩散系数随压强的变化关系
        3.3.3 液态LiF的扩散激活能
    3.4 液态LiF粘度的研究
        3.4.1 液态LiF粘度随温度的变化关系
        3.4.2 液态LiF粘滞性流变激活能
    3.5 本章小结
第4章 NaF的扩散系数和粘度
    4.1 引言
    4.2 液态NaF的基本物理性质
    4.3 液态NaF的扩散性质的研究
        4.3.1 液态NaF的扩散系数随温度的变化关系
        4.3.2 液态NaF的扩散系数随压强的变化关系
        4.3.3 液态NaF的扩散激活能
    4.4 液态NaF粘度的研究
        4.4.1 液态NaF的粘度随温度的变化关系
        4.4.2 液态NaF粘滞性流变激活能
    4.5 本章小结
第5章 KF的扩散系数和粘度
    5.1 引言
    5.2 液态KF的基本物理性质
    5.3 液态KF的扩散性质的研究
        5.3.1 液态KF的扩散系数随温度的变化关系
        5.3.2 液态KF的扩散系数随压强的变化关系
        5.3.3 液态KF的扩散激活能
    5.4 液态KF粘度的研究
        5.4.1 液态KF的粘度随温度的变化关系
        5.4.2 液态KF粘滞性流变激活能
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]熔融NaF的分子动力学模拟研究[J]. 张静,程兆年,陈念贻.  金属学报. 1991(04)

博士论文
[1]稀土镁合金的热力学及固溶特性的理论模拟[D]. 吴玉蓉.湖南大学 2007
[2]纳米结构金属及合金热力学性能的原子模拟[D]. 肖时芳.湖南大学 2007



本文编号：3015434