【摘要】：液態(tài)Li-Pb包層是國際上最具發(fā)展?jié)摿Φ臒岷司圩兎磻?yīng)堆包層概念設(shè)計(jì)之一,液態(tài)Li-Pb合金是該包層的關(guān)鍵材料。液態(tài)Li-Pb在極端高溫和強(qiáng)輻照的包層環(huán)境內(nèi)流動,并對壁結(jié)構(gòu)材料具有一定程度的腐蝕性,這將直接影響包層的安全和壽命。因此液態(tài)Li-Pb合金與結(jié)構(gòu)材料之間的相容性是不可回避的問題,這種相容性的微觀表現(xiàn)為固液界面的相互作用。液態(tài)合金的擴(kuò)散運(yùn)動是影響腐蝕速度的重要因素之一,了解液態(tài)Li-Pb合金本身的擴(kuò)散行為是研究固液界面相互作用的基礎(chǔ)。本文用分子動力學(xué)方法,結(jié)合改進(jìn)分析型嵌入原子模型(MAEAM)計(jì)算液態(tài)Li、Pb和Li-Pb合金的擴(kuò)散行為。重點(diǎn)分析溫度和成分效應(yīng)對液態(tài)Li-Pb合金擴(kuò)散性質(zhì)的影響,結(jié)合不同條件下的熱力學(xué)參數(shù),并由此得出溫度、成分與擴(kuò)散系數(shù)、鍵團(tuán)簇密度和化學(xué)有序程度等方面的關(guān)系。 研究發(fā)現(xiàn),單質(zhì)Li和Pb的擴(kuò)散性質(zhì)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好相符,并且比其他的模擬結(jié)果更接近實(shí)驗(yàn)值。溫度和成分因素對液態(tài)Li-Pb的擴(kuò)散性質(zhì)有很大的影響。對于LisoPbso的溫度效應(yīng),合金內(nèi)組元擴(kuò)散系數(shù)和互擴(kuò)散系數(shù)均隨溫度升高而增大,組元擴(kuò)散系數(shù)小于對應(yīng)金屬單質(zhì)的自擴(kuò)散系數(shù),也小于合金互擴(kuò)散系數(shù)。對于液態(tài)Li-Pb的成分效應(yīng),液態(tài)Li-Pb合金組元擴(kuò)散系數(shù)隨著Li摩爾分?jǐn)?shù)的增加先緩慢減小,然后在Li摩爾分?jǐn)?shù)超過50%后迅速增大。而互擴(kuò)散系數(shù)隨Li摩爾分?jǐn)?shù)的增加而單調(diào)變大,且一直大于組元擴(kuò)散系數(shù)。這是由于在液態(tài)Li-Pb中,Li和Pb原子之間存在很強(qiáng)的相互作用,這種作用強(qiáng)于同種元素之間的相互作用,促使Li與Pb原子相互吸引并形成較為穩(wěn)定的鍵團(tuán)簇,而鍵團(tuán)簇降低了合金中Li和Pb的擴(kuò)散系數(shù)但提高了合金互擴(kuò)散系數(shù)。液態(tài)Li-Pb的鍵團(tuán)簇密度和化學(xué)有序程度受溫度和成分的影響,它們隨溫度升高而降低,并在Li摩爾分?jǐn)?shù)為50%左右時(shí)達(dá)到最高值,這些變化與擴(kuò)散系數(shù)的變化一致。本文的研究為分析液態(tài)Li-Pb合金擴(kuò)散行為的微觀機(jī)理奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

固體物理、冶金、化學(xué)和磁學(xué)等領(lǐng)域有較多應(yīng)用。不過這種技術(shù)的主要缺備龐大，源強(qiáng)度也較弱，應(yīng)用時(shí)需要較大的樣品、耗費(fèi)較長的測量時(shí)間，本也相對較高。以Blagoveshchenskii等人用此方法測量了液態(tài)Li和液態(tài)Li觀動力學(xué)性質(zhì)包括擴(kuò)散和他豫過程，并在最近的測量中取得了非的結(jié)果。. 2核磁共振技術(shù)核磁共振又名自旋成像或磁共振成像，該測量技術(shù)是一種以原子尺度的量理性質(zhì)為基礎(chǔ)的測量技術(shù)，主要利用核子的核自旋和自旋角動量等基本性術(shù)將樣品置于外加強(qiáng)磁場環(huán)境里面，樣品的核自旋本身的磁場就會在外加的作用下重新排列，如圖1.1顯示了 H原子核在處于外加磁場前后運(yùn)動方化[86]，其中，左圖和右圖分別為增加外加磁場之后原子核的運(yùn)動方向示意中可以看出這加入磁場后，核子的能級發(fā)生塞曼分裂，并與某一頻率的射產(chǎn)生共振、吸收，使其發(fā)生從低能級向高能級的躍遷，，同時(shí)放出射頻信號過程。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TL627

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 ;Molecular dynamics simulation on diffusion properties of Pb-Mg alloy[J];Science China(Technological Sciences);2010年09期

2 ;Atomic mobilities and diffusivities in Al alloys[J];Science China(Technological Sciences);2012年02期

3 陳建奇;范同祥;張荻;;二元液態(tài)合金互擴(kuò)散系數(shù)的預(yù)測模型[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2006年10期

4 李子榮,孟慶安,管荻華,王剛;PAN為基凝膠聚合物電解質(zhì)自擴(kuò)散系數(shù)的NMR研究[J];物理學(xué)報(bào);1999年06期

本文編號：2679202