近日，等離子體所托卡馬克物理研究室胡建生研究員課題組在液態(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)研究成果由孟獻(xiàn)才博士后以“Corrosion characteristics of copper in static liquid lithium under high vacuum”為題發(fā)表于核材料領(lǐng)域頂級(jí)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；晶界能的存在使的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)也得益于國際同行的合作，并得到了國家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311518309267 

　　液態(tài)鋰對(duì)無氧銅的腐蝕機(jī)理簡(jiǎn)圖