技術論文とプレゼンテーション

B₄C/6061Al复合材料在乏燃料湿法贮存环境中易发生局部点蚀，其扩展过程涉及界面迁移、电化学反应、离子传输及局部溶液化学环境演变等多物理场耦合。本研究基于B₄C/6061Al长期浸泡实验，采用COMSOL Multiphysics建立氧化膜—铝合金基体—B₄C颗粒三相耦合的点蚀相场模型。通过系数形式偏微分方程描述腐蚀界面演化，结合二次电流分布与稀物质传递接口，耦合电解质电位、离子扩散/迁移以及Al³⁺水解、硼酸水解和水电离等反应。 结果表明，B₄C颗粒对点蚀扩展具有物理阻挡和电化学促进双重作用：颗粒使腐蚀前沿发生绕流，抑制纵向直接扩展；同时其逐步暴露会扩大阴极有效面积、增强微电偶作用并提高铝基体阳极溶解驱动力。 坑内Al³⁺水解引起持续酸化，并与微电偶效应共同促进点蚀扩展；Al(OH)₃主要在坑口区域富集。 该模型实现了点蚀界面演化、电化学与传质过程的统一耦合，可为颗粒增强铝基复合材料局部腐蚀机理分析与寿命预测提供数值依据。