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液態(tài)鋰對(duì)無氧銅的腐蝕研究方面取得進(jìn)展

2018-12-24 12:16:46 作者：本網(wǎng)整理來源：中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院分享至：

近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所托卡馬克物理研究室研究員胡建生課題組在液態(tài)金屬鋰對(duì)無氧銅的腐蝕行為和機(jī)理研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果由博士后孟獻(xiàn)才以Corrosion characteristics of copper in static liquid lithium under high vacuum 為題發(fā)表于核材料領(lǐng)域期刊Journal of Nuclear Materials上。

液態(tài)鋰對(duì)聚變裝置中相關(guān)結(jié)構(gòu)材料和第一壁材料的腐蝕特性研究對(duì)液態(tài)鋰在聚變裝置中的應(yīng)用和相關(guān)材料的選擇具有重要意義。近年來，研究人員開展了大量液態(tài)鋰對(duì)不銹鋼、鉬及鎢的腐蝕實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了鋰腐蝕損壞實(shí)驗(yàn)裝置無氧銅密封圈的現(xiàn)象（X.C. Meng, et al., Fusion Eng. Des. 2018:128 75）。在此基礎(chǔ)上，研究人員系統(tǒng)地開展了無氧銅在液態(tài)鋰中的腐蝕實(shí)驗(yàn)和模擬研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無氧銅與液態(tài)鋰無法兼容。液態(tài)鋰對(duì)無氧銅的腐蝕機(jī)理包括：銅在液態(tài)鋰中的物理溶解和液態(tài)鋰對(duì)銅的晶界腐蝕，物理溶解取決于銅在液態(tài)鋰中的溶解度，但由于腐蝕裝置中出現(xiàn)多種金屬，銅在液態(tài)鋰中的恒溫質(zhì)量遷移是其質(zhì)量損失的主要原因；晶界能的存在使晶界銅原子易于溶解在液態(tài)鋰中，同時(shí)液態(tài)鋰也易于通過晶界缺陷滲透進(jìn)入銅晶界中，致使銅性能受損，同時(shí)液態(tài)鋰沿銅晶界腐蝕也會(huì)造成銅晶粒剝落，造成銅基底損壞和銅質(zhì)量的大量損失。該研究為液態(tài)鋰環(huán)境中無氧銅的應(yīng)用防護(hù)提供重要的依據(jù)及參考。

以上研究工作獲得等離子體所相關(guān)科研人員的鼎力支持，同時(shí)也得益于國(guó)際同行的合作，并得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等的資助。