氢及其同位素在溴化丁基橡胶中渗透的分子模拟

使用分子动力学(MD)和巨正则蒙特卡罗(GCMC)的方法,对H_2,D_2,T_2在溴化丁基橡胶(BIIR)中的扩散和溶解行为进行了计算模拟,运用自由体积理论探讨了气体分子在聚合物内的扩散机理,并得出气体的运动轨迹。结果表明:对氢及其同位素而言,质量越小,运动速度越快,扩散系数越大,溶解度系数比较接近,渗透系数的模拟值与实验值基本吻合,为提高材料的阻隔性能提供了一定理论基础,同时预测出硫化溴化丁基橡胶对氚水也有较好的阻隔性能。

氢及其同位素在聚苯乙烯与Cu界面的扩散

为了探索气体在固体表面高分子链中的扩散,使用分子动力学(MD)的方法,对H2,D2,T2在聚苯乙烯与金属铜(PS-Cu)界面的扩散进行了计算模拟,通过所得到气体的均方位移计算了气体在不同金属表面与聚苯乙烯界面中的扩散系数。结果显示:气体在界面的扩散系数比在聚苯乙烯本体中的扩散系数小,气体在PS-Cu(110)界面的扩散系数最大,在PS-Cu(111)界面的扩散系数最小。计算和分析了PS与金属表面的相互作用,发现其相互作用能越大,气体在此界面的扩散系数越小。同时,金属表面的晶面密度对气体在界面中的扩散也有一定的影响。

氢及其同位素宽区状态方程的核量子效应

应用大规模第一性原理分子动力学数值模拟方法,系统研究了氢及其同位素在极端条件下的分子解离规律及状态方程,并给出了参数化的解函数拟合公式。结合分子、原子流体量子振动的一阶修正,揭示了氢及其同位素的核量子效应,解析获得了氢、氘分子在温稠密区域分子解离规律的差别。由第一性原理状态方程给出了雨贡纽曲线,与气炮、化学炸药、磁驱动、高能激光等实验数据相符合,并详细讨论了由核量子效应导致的氢、氘雨贡纽曲线的同位素效应。

316L不锈钢阻氢或氢同位素渗透搪瓷壁垒层的制备及性能研究

为解决316L不锈钢防氢及其同位素渗透问题，采用两搪两烧方法在不锈钢基体表面制备厚90～110μm的搪瓷涂层。利用X射线衍射仪、光学和扫面电子显微镜表征搪瓷涂层的显微结构、界面形貌，通过EDS线扫描分析界面处主要元素分布，结果显示搪瓷涂层结构致密，与基体形成化学结合，抗落球冲击和热震性能优异。西华特装置气相充氢试验与维氏显微硬度试验结果表明搪瓷涂层是一种有效地阻止氢及其同位素渗透的壁垒层。

搪瓷涂层对316L不锈钢表面润湿性的研究

为进一步降低316L不锈钢在核反应堆中使用过程中氢和氢同位素渗透所导致的危害，欲通过制备致密的与基体结合良好的搪瓷涂层进行保护，介绍了涂层的制备过程。涂层的质量及其保护效应与涂层高温熔体对基体的润湿性能有密切的关系，本试验通过不同方式往搪瓷釉浆中加入一定量的低表面能氧化物A，结果表明涂层高温熔体对不锈钢基体的润湿性能得到不同程度的改善，且作为玻璃组份直接加入比后续磨加的效果要好。

LiX(X=H,D,T)与水的反应机理和动力学研究

采用Gaussian03软件包中的量子化学从头计算法,在6-311G(d)水平上,用量子化学MP2方法研究了Li X(X=H,D,T)与水的反应,计算了反应体系最低势能面上各驻点的构型参数、振动频率和能量,全面研究了反应机理;利用经典过渡态理论,考虑量子化矫正,计算了反应的速率常数。计算结果显示,LiH(LiD、LiT)与水的反应受温度影响很大,温度越低反应速率常数越小。