[口头报告]氧化镍中氢扩散的多因素耦合机制

氧化镍中氢扩散的多因素耦合机制
编号:278 稿件编号:314 访问权限:仅限参会人 更新:2026-03-29 21:44:29 浏览:33次 口头报告

报告开始:2026年04月28日 16:25 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[S] 数据驱动表面工程技术论坛 » [S2] S下午场

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摘要
氧化镍(NiO)作为镍基合金表面的原生钝化膜,其内部的氢(H)的扩散行为直接影响到镍基材料在氢脆敏感性、腐蚀防护、氢能储运及核工业设施等场景中的服役性能。然而,NiO中Ni-3d电子的强关联效应与晶格动力学的多因素耦合,使得对NiO中H扩散行为的精确描述面临挑战。本研究采用DFT+U方法(Hubbard-U 参数由线性响应理论自洽确定)描述了Ni-3d轨道的电子关联势,通过对晶体结构、体模量、电子态密度、声子谱和热膨胀系数等多维度的物性计算并对标实验数据,验证了计算的系统精确性。在此基础上,计算了H在 NiO 中的扩散路径、迁移能垒和温度依赖的扩散系数,定量的揭示了电子关联、原子间成键、磁超交换作用、局域晶格畸变、原子振动及热膨胀的多因素耦合调控机制。研究发现,受NiO的磁各向异性调制,H的扩散呈现路径各向异性。通过动力学蒙特卡洛模拟了H的扩散轨迹,发现随着温度升高,扩散轨迹会发生二维到三维的空间维度转变。最后,考虑到Ni基合金在核设施中的应用,预测了氘(D)、氚(T)同位素效应对H扩散速率的定量影响。本研究系统阐明了强关联氧化物中H扩散多因素耦合机制,定量揭示了H及同位素的扩散动力学参数,为Ni基合金在含H环境下的安全设计与性能优化提供了理论依据。
关键字
氧化镍,氢,扩散,电子结构,晶格动力学
报告人
叶锦涛
学生 中国科学院宁波材料技术与工程研究所

稿件作者
叶锦涛 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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