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【交叉科学论坛】之交叉会: 宋海峰研究员讲述核材料多尺度模拟

发布日期: 2019-11-21

 

  11月20日下午,北京应用物理与计算数学研究所副所长宋海峰研究员应邀参加“交叉科学论坛”(2019年第19期),并做了关于核材料的多尺度模拟与实验的精彩报告——《传承两弹精神 引领科研创新 材料服役变形机理跨尺度研究》。

 

 

  宋海峰研究员首先介绍了两弹研制的背景和发展历程,并通过代表人物:“两弹一星”元勋,著名物理学家,中国科学院院士——彭桓武先生的事迹重申了“两弹精神”在当下社会的深刻内涵,鼓励青年学子弘扬科学报国的优良传统,不忘初心、牢记使命,肩负时代重任,为祖国做贡献。

 

 

  之后,宋海峰研究员介绍了他的研究内容。在核反应堆材料的选择中,包壳材料是反应堆安全的第一道屏障。锆作为一种中子吸收截面小,具有良好的抗辐照损伤能力和抗腐蚀能力,且具有良好的强度和硬度足以维持堆芯几何形状的优良材料,受到人们的广泛研究。宋海峰研究员利用相场方法模拟锆管中的空洞演化导致肿胀的过程。在建模方面包括自由能建模和表面能建模,自由能建模主要利用分子动力学计算空位和间隙原子的形成能;表面能建模方面主要利用分子动力学计算特征位向表面能,再利用球谐函数引入表面能异性。模拟的结果显示出晶界作为空洞的一种“吸收阱”可以减少形成空洞的数量,进而对材料的肿胀起到抑制作用。因此,可以采用细化晶粒增加晶界的方法来降低材料的肿胀效应。并揭示了在氢化产物生长演化过程中,环向拉应力是腐蚀产物形貌—氢化物堆垛结构取向的主控因素,也是加速裂纹萌生扩展的主要原因。最后指出目前的研究方向是利用更优良的算法来进一步提高计算的功能和效率。

 

  

  报告结束后,现场讨论气氛热烈,每一个提问都得到了详细的解答。宋海峰研究员对研究背景的详细介绍以及研究结果深入浅出的讲解,使在场的师生们都收获颇丰。

  北京理工大学“交叉科学论坛”旨在围绕“打造一流学科、建设世界一流理工大学”的发展目标,突出“高、精、尖”特点,通过搭建常态化的交流平台,营造开放、活跃、争鸣的学术氛围;促进学术交流碰撞和多学科交叉融合;助推青年教师成长成才,强化与校内外专家学者的学术交流,凝练研究方向,开拓学术视野、促进学术交流、助推学术合作。

 

  报告人简介:

 

  宋海峰,北京应用物理与计算数学研究所副所长,博士,研究员。长期从事极端条件下材料物性精密建模与模拟预测工作,致力于理论方法发展、模拟软件研制、实验设计验证的有机结合和相互支撑。获军队科技进步二等奖4项(2010年、2013年、2015年、2017年),2012年入选中物院“双百人才”工程,2016年获于敏数理科学奖,2018年入选科技部“创新人才推进计划”中青年科技领军人才,2019年获国防科技卓越青年科学基金(卓青基金)资助。中国材料研究学会计算材料分会委员、副秘书长,材料基因组分会首届委员,中国核学会锕系物理与化学分会首届常务理事。