液态锂与固态铜和钨相互作用的原子模拟

发布时间：2024-05-12 15:27

　　未来聚变装置中,液态锂在面对等离子体材料(PFMs)表面上持续流动可以有效的降低氢滞留、降低杂质水平,从而显著的改善等离子体,有助于提高聚变反应的稳定性。作为液态第一壁,液态锂需在PFMs基底上形成可循环的均匀稳定的膜流。钨是PFMs的候选材料,可以作为液态锂的基底材料。然而液态锂在钨材料的表面上润湿性能差,使得液态锂难以在钨表面上均匀铺展。提高液态锂在钨材料表面的润湿性能有助于液态锂的铺展和流动。液态锂与钨材料的相互作用等问题也需考虑,例如液态金属腐蚀,致脆等。另外聚变堆在安全运行过程中,液态锂在固体第一壁表面流动,不直接接触热沉材料,但在事故情况下,液态锂可能与铜为主的热沉材料直接接触。所以还需研究液体锂和铜材料相互作用的问题。液态锂与固体材料之间的腐蚀和润湿等问题都与固液界面相关。因此本文主要利用分子动力学方法研究了铜-锂和钨-锂固液界面的微观结构和扩散特性。并研究了锂在钨表面上的润湿特性,提出了增强锂在钨表面润湿性的方法。本文基于MAEAM理论框架,构建了锂、铜和钨的元素势函数,然后在元素势函数的基础上构建了锂-铜和锂-钨合金势函数。基于MAEAM模型构建的元素势既可很好的描述...

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【部分图文】：

图1.1（a）1965年到2035年全球不同地区能源消费情况，（b）1965年到2035年不同类型能源消费情况

第1章绪论1.1聚变能能源是人类生活和社会经济发展必不可少的物质基础，随着社会的快速发展，人类对能源的需求也在日益增加。英国石油公司（BP）最新发布的《2035年全球能源展望》的报告中指出，预计未来几十年全球能源需求将继续呈增长态势（见图1.1）[1]。我国正处于工业....

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图1.2（a）托卡马克装置示意图，（b）偏滤器，（c）热沉材料[12]自1992年后，高熔点金属作为PFMs的研究引起聚变领域内研究人员的关注20]。金属钨具有抗辐照、熔点高、溅射率低和抗肿胀等优点，是未来聚变堆PFM的最佳候选材料之一。ITER项目中，PFMs从....

图1.3液态锂在PFMs表面上润湿实验[40]

图1.3液态锂在PFMs表面上润湿实验[40]第一壁与基底材料的相互作用也面临诸多问材料的表面上润湿性能差[39,40]（如图1.3），面上均匀铺展[41]（如图1.4）。而未来聚变装，液态锂需在固体第一壁材料上形成可循环钨材料表面的润湿性能有助于液态锂的铺展和用等....

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图1.3液态锂在PFMs表面上润湿实验[40]，液态锂第一壁与基底材料的相互作用也面临诸多问题，例如不锈钢等材料的表面上润湿性能差[39,40]（如图1.3），使得液态壁材料表面上均匀铺展[41]（如图1.4）。而未来聚变装置对液态高的要求，液态锂需在固体第一壁材料....

本文编号：3971521