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作者：张晓鹏;杨震宇;唐玮;李博洋;冯奕晨;赵兴;郭永权;李宝让;
单位：华北电力大学能源动力与机械工程学院;
摘要：高温熔盐造成的钢材腐蚀对光热发电的热能存储系统的安全性至关重要，从介观尺度揭示腐蚀机制和腐蚀影响因素，有利于更好地进行储热系统设计、延长储热系统的使用时间、提高经济效益。本文应用固体与分子经验电子理论系统研究LiNO_3熔盐对奥氏体不锈钢的微观腐蚀机理，对不锈钢中的金属元素、合金及其氧化物，以及LiNO_3熔盐的价电子结构进行建模，计算了它们的熔点和结合能，所有的计算值都与实验值相符。基于价电子结构，构建腐蚀模型，认为是氧化导致原来支撑金属结构骨架的金属键断开，并使金属与O重新成键，形成氧化物，导致腐蚀。通过计算腐蚀前金属合金与腐蚀后形成的氧化物之间键能差，定量研究腐蚀能力。结果表明：LiNO_3熔盐对不锈钢的腐蚀性与其N的价电子数变化有关，其腐蚀由硝酸根团簇NO_3~--NO_2~-的结构相变，N的价电子数从5降至3，导致释放的O所推动。价电子结构计算结果表明：氧化产物存在从Fe_2O_3向LiFeO_2的转化，有助于理解加入LiNO_3减缓不锈钢因氧化层的动态变化（如溶解与再沉淀）诱发的腐蚀。
关键词：价电子结构;;腐蚀能;;键能;;LiNO_3熔盐
基金资助：国家重点研发计划（2022YFB2405202）
