《高溫服役環境下熔鹽/金屬界面傳遞現象與腐蝕行為》是依託中山大學，由王維龍擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：高溫服役環境下熔鹽/金屬界面傳遞現象與腐蝕行為
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：王維龍
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目以提高高溫熔鹽儲存和能量轉換過程金屬迴路抗腐蝕性為目標，擬對高溫熔鹽系統腐蝕行為及抗腐蝕機理開展系統研究，並以此提煉出熔鹽/金屬界面效應/結構效應與腐蝕行為、非保護性氧化膜微結構的形成規律與控制理論、極端服役環境下氧化膜微結構與金屬迴路使用性能的演變三個關鍵科學性問題。針對在高溫、渦流沖刷、酸鹼腐蝕等極端服役條件下，熔鹽微結構變化、結構效應與界面效應、離子溶液遷移等所引起的金屬迴路熔鹽高溫腐蝕性問題，開展深入的實驗分析與分子模擬研究。揭示腐蝕過程反應與熔鹽/金屬界面結構演變及微觀傳遞過程的相互影響規律及耦合作用機制。探究高溫腐蝕過程動力學和熱力學特徵，以及電化學和熱腐蝕之間相互耦合作用機制。深刻認識金屬表面氧化膜的微結構演化機制及其對腐蝕性能的影響規律。建立金屬迴路的使用性能和可靠性評價體系，從而實現熔鹽高效蓄熱-傳熱技術發展及工業化套用。
結題摘要
本項目以提高高溫熔鹽儲存和能量轉換過程金屬迴路抗腐蝕性為目標，對高溫熔鹽系統腐蝕行為及抗腐蝕機理開展系統研究，包括熔鹽/金屬界面效應/結構效應與腐蝕行為、非保護性氧化膜微結構的形成規律與控制理論、極端服役環境下氧化膜微結構與金屬迴路使用性能的演變三個主要研究內容。項目完成了計畫任務書規定的研究任務，達到了預期的研究目標。取得如下成果： (1)採用分子動力學模擬計算了熔鹽從低共熔點至極限溫度範圍內熔鹽內部輸運性質，獲得了液態熔鹽微觀結構及其微觀結構演變規律；探悉了金屬/熔鹽結構形成機制、穩定性條件、結構形態與突變演化規律及其對傳遞的影響規律，揭示了金屬—熔鹽體系中微觀粒子相互作用規律； (2) 通過長期腐蝕實驗，研究了不同合金在氯化物和硝酸熔鹽中的腐蝕行為。揭示了不同金屬質量和尺寸在高溫服役環境下隨腐蝕時間的變化規律，確定了金屬在熔鹽中的腐蝕速率。通過監測不同浸沒時間金屬的質量損失，計算了金屬的腐蝕動力曲線，獲得了熔鹽高溫腐蝕過程動力學特徵。採用高溫熱化學反應熱力學計算，揭示了高溫腐蝕過程的金屬-熔鹽熱化學反應路徑與熔鹽/金屬界面結構演變及微觀傳遞過程的相互影響規律及耦合作用機制； (3) 基於合金在熔融鹽下腐蝕過程和機理的分析，利用元胞自動機方法建立物理模型，構建時空離散的網路動力學系統，開展了動態腐蝕過程研究。採用隨機行走規則模擬了微觀粒子遷移擴散過程，同時利用反應微觀動力學描述高溫熱化學反應。模擬結果很好的再現了熔鹽腐蝕動態過程，並建立了金屬迴路的使用性能和可靠性評價體系。 本項目截止目前為止，共發表論文25篇，其中SCI/EI雙檢收錄12篇，EI單檢收錄10篇；申請國家發明專利3件；培養博/碩士研究生3名。
