材料的腐蚀现象一直是困扰着大家的问题，这些问题不仅存在于我们日常生活中，比如说铁栅栏生锈；也存在与一些大工程中，比如说钻井平台在海水中的侵蚀，以及核反应堆中的结构材料在冷却液中的腐蚀。这些腐蚀不仅影响了材料的使用性能，而且也会影响材料的安全使用寿命。科学家一直在关注着这些问题，试图想了解腐蚀的过程和机理，以及如何通过控制腐蚀的发生。近年来，随着科学仪器精度的不断提高，以及计算机资源的不断发展，这个传统的行业又似乎焕发出了新的气息，有更多的科研工作者加入了这个领域的研究，为进一步认清和解决腐蚀问题提供了更多的方法和建议。

本文主要考虑了碳化硅(SiC)包覆层在熔盐堆中的腐蚀问题，利用从头计算的方法（ab initio method)，从微观的原子和电子尺度的分析了碳化硅(SiC)在熔盐中腐蚀的动力学机理，并依据热力学理论建立了一套计算材料在熔盐（氟盐）环境中标准电化学势的方法，从而为有效评估和控制腐蚀的发生提供了一种策略。本文的详细内容请参考（Corrosion of Si, C, and SiC in molten salt, Corrosion Science, 2018, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2018.10.027).        

利用DFT的方法分析了C-terminated（左图）和 Si-terminated（右图）SiC(100) 表面态的电子结构信息，以及表面在熔盐中的表面成键情况。从图中可以看出C-terminated表面，熔盐中的氟离子会倾向于和第二层的Si原子结合成离子键。通过比较Si-F与Si-C的成键强弱，我们发现F离子会有效地吸收Si原子周围的电子，并使得原来的Si-C键的成键能力变弱。而对于Si-terminated表面，我们发现表面的自由键会很快地被熔盐中的F离子中和掉，并形成了一个钝化层。通过考虑不同时刻的有效电荷的变化，我们发现，在所研究的时间尺度内（~10 ps)，这种钝化层会稳定存在于Si-terminated表面。

对于C-terminated表面，通过ab initio molecular dynamics (AIMD)的方法，我们发现了一种Swapping的机制：第二层的Si原子会在F离子的作用下往表面迁移，从而会与表面的C原子发生swapping，如上图所示。最终通过这种反应机制，SiC表面层的完整性被完全地破坏，表面的C层形成了以sp²杂化的碳环以及碳链结构；Si原子会溶解到氟盐中，并且以SiF₆^2-的结构存在于熔盐中。以上这个反应过程很好地解释了实验中所观测到的现象。

最后本文利用ab initio-thermal model计算了单晶硅、石墨以及碳化硅在氟盐中腐蚀的标准电化学势。这种方法可以有效地得到不同材料在氟盐中的标准电化学势，如上图所示。并且根据这种方法，我们讨论了一种腐蚀的方法，并提出了新的建议。

本文的详细内容请参考（Corrosion of Si, C, and SiC in molten salt, Corrosion Science, 2018, https://doi.org/10.1016/j.corsci.2018.10.027).