基于第一性原理原理的氧化铝涂层在液态LiPb中的溶解腐蚀行为研究

《Scripta Materialia》：First-principles study on dissolution corrosion behavior of alumina coating in liquid LiPb

液态锂铅合金兼具中子倍增剂和氚增殖剂作用，但其对结构钢的腐蚀仍存挑战。本研究通过第一性原理分子动力学模拟，系统分析了氧化铝涂层在液态LiPb中的溶解、扩散行为，评估涂层对锂/铅渗透的阻隔效应及涂层-熔体界面结构，为液态金属包层腐蚀防护提供关键数据支撑。

　　

丁文毅|刘卫平|郑明杰|张敏

中国科学院合肥物质科学研究院，中国合肥230031

摘要

液态锂铅（LiPb）合金在聚变反应堆的液态包层中既可以作为中子倍增剂，也可以作为氚增殖剂，然而，它们对结构钢的腐蚀问题仍然是一个挑战。在结构部件表面涂覆一层涂层是缓解液态金属腐蚀的有效方法。在这项研究中，通过使用第一性原理分子动力学模拟，研究了氧化铝涂层在液态LiPb中的溶解和扩散过程、Li/Pb在氧化铝涂层中的渗透情况以及氧化铝涂层与液态LiPb之间的界面结构，以评估氧化铝涂层在液态LiPb中的性能。这些数据对于理解耐腐蚀涂层在液态LiPb中的性能具有重要意义。

章节摘录

作者贡献声明

丁文毅：撰写初稿、软件开发、方法论设计、实验研究、资金申请、数据分析、概念构建。刘卫平：撰写与编辑、概念构建。郑明杰：撰写与编辑、资金申请、概念构建。张敏：撰写与编辑、结果验证、实验监督、概念构建。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本工作得到了安徽省自然科学基金（项目编号：2308085ME133）、国家自然科学基金企业创新联合基金（项目编号：U22B2064）以及中国科学院战略性先导科技专项（项目编号：XDA0410000）的支持。感谢合肥先进计算中心的计算支持。作者同时感谢中国科学院合肥物质科学研究院的机构共享技术和设施中心提供的帮助。