未來聚變裝置中,液態(tài)鋰在面對等離子體材料(PFMs)表面上持續(xù)流動可以有效的降低氫滯留、降低雜質(zhì)水平,從而顯著的改善等離子體,有助于提高聚變反應(yīng)的穩(wěn)定性。作為液態(tài)第一壁,液態(tài)鋰需在PFMs基底上形成可循環(huán)的均勻穩(wěn)定的膜流。鎢是PFMs的候選材料,可以作為液態(tài)鋰的基底材料。然而液態(tài)鋰在鎢材料的表面上潤濕性能差,使得液態(tài)鋰難以在鎢表面上均勻鋪展。提高液態(tài)鋰在鎢材料表面的潤濕性能有助于液態(tài)鋰的鋪展和流動。液態(tài)鋰與鎢材料的相互作用等問題也需考慮,例如液態(tài)金屬腐蝕,致脆等。另外聚變堆在安全運(yùn)行過程中,液態(tài)鋰在固體第一壁表面流動,不直接接觸熱沉材料,但在事故情況下,液態(tài)鋰可能與銅為主的熱沉材料直接接觸。所以還需研究液體鋰和銅材料相互作用的問題。液態(tài)鋰與固體材料之間的腐蝕和潤濕等問題都與固液界面相關(guān)。因此本文主要利用分子動力學(xué)方法研究了銅-鋰和鎢-鋰固液界面的微觀結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散特性。并研究了鋰在鎢表面上的潤濕特性,提出了增強(qiáng)鋰在鎢表面潤濕性的方法。本文基于MAEAM理論框架,構(gòu)建了鋰、銅和鎢的元素勢函數(shù),然后在元素勢函數(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了鋰-銅和鋰-鎢合金勢函數(shù)�；贛AEAM模型構(gòu)建的元素勢既可很好的描述...

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1（a）1965年到2035年全球不同地區(qū)能源消費(fèi)情況，（b）1965年到2035年不同類型能源消費(fèi)情況

第1章緒論1.1聚變能能源是人類生活和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著社會的快速發(fā)展，人類對能源的需求也在日益增加。英國石油公司（BP）最新發(fā)布的《2035年全球能源展望》的報(bào)告中指出，預(yù)計(jì)未來幾十年全球能源需求將繼續(xù)呈增長態(tài)勢（見圖1.1）[1]。我國正處于工業(yè)....

圖1.2（a）托卡馬克裝置示意圖，（b）偏濾器，（c）熱沉材料[12]

圖1.2（a）托卡馬克裝置示意圖，（b）偏濾器，（c）熱沉材料[12]自1992年后，高熔點(diǎn)金屬作為PFMs的研究引起聚變領(lǐng)域內(nèi)研究人員的關(guān)注20]。金屬鎢具有抗輻照、熔點(diǎn)高、濺射率低和抗腫脹等優(yōu)點(diǎn)，是未來聚變堆PFM的最佳候選材料之一。ITER項(xiàng)目中，PFMs從....

圖1.3液態(tài)鋰在PFMs表面上潤濕實(shí)驗(yàn)[40]

圖1.3液態(tài)鋰在PFMs表面上潤濕實(shí)驗(yàn)[40]第一壁與基底材料的相互作用也面臨諸多問材料的表面上潤濕性能差[39,40]（如圖1.3），面上均勻鋪展[41]（如圖1.4）。而未來聚變裝，液態(tài)鋰需在固體第一壁材料上形成可循環(huán)鎢材料表面的潤濕性能有助于液態(tài)鋰的鋪展和用等....

圖1.4液態(tài)鋰在PFMs表面上流動實(shí)驗(yàn)[41]

圖1.3液態(tài)鋰在PFMs表面上潤濕實(shí)驗(yàn)[40]，液態(tài)鋰第一壁與基底材料的相互作用也面臨諸多問題，例如不銹鋼等材料的表面上潤濕性能差[39,40]（如圖1.3），使得液態(tài)壁材料表面上均勻鋪展[41]（如圖1.4）。而未來聚變裝置對液態(tài)高的要求，液態(tài)鋰需在固體第一壁材料....

本文編號：3971521