分会

第二十四分会：化学中的量子与经典动力学

摘要

氯化物熔盐作为高温蓄热材料和传热介质广泛应用于聚光太阳能发电。与常规传热油和蒸汽相比，该类材料具有热容量大、热稳定性高、成本低等优点。其在金属界面上热力学和动力学性质对实际应用有重要意义，可用于深入探究熔盐与金属界面体系的传热和相互作用造成的腐蚀。计算机模拟可以作为离子晶体材料宏观和微观性能预测的辅助手段，其中分子动力学模拟对熔盐局部结构和热力学性质的研究具有重要价值。 本项研究结合平衡态与非平衡态分子动力学模拟研究1300K下氯化钠熔盐/α-铁（1 1 1）面的固液界面，发现钠离子和氯离子紧密吸附在界面处，且具有类似固体的分布趋势。逐渐远离界面，钠氯离子趋于体相结构分布。这就从微观结构方面反映了实际应用中金属易被腐蚀的原因。由于氯化钠熔盐在金属界面处具有不同于体相的分布结构，其传热传质性能也会有所不同。通过改变模拟体系（图1.a）中两铁板之间距离，来调整其中熔融氯化钠的结构分布。两板之间距离越近，界面处紧密吸附的分布结构在整个熔盐中所占比例越多。反向非平衡分子动力学模拟所得熔融氯化钠平行于界面方向的导热系数和粘度与两板之间的距离呈现负指数型变化趋势（图1.b），这表明金属界面对熔盐的吸附导致这部分熔盐的导热性能更好且粘度更大。此模拟研究对于熔盐的实际应用具有指导意义，比如金属界面对熔盐传热性能的影响，以及熔盐对金属的腐蚀与防护。

关键词

熔盐;界面;传热;分子动力学模拟

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