刘文冠 | 中法核工程与技术学院

刘文冠副教授

研究领域：多尺度模拟驱动—实验协同的熔盐堆等先进反应堆体系中材料与核素行为研究
主要方向：核燃料循环与材料；交叉方向：核能科学与工程、辐射防护及环境保护

中山大学，副教授，博士生导师。邮箱：liuwg7@mail.sysu.edu.cn，微信号：SYSULWG

个人经历

出生于河南洛阳，本科毕业于山东大学物理学院，物理学专业（国家基地班）；后于中国科学院大学硕博连读（中国科学院上海应用物理研究所），期间曾在中国科学技术大学联合培养，专业为核技术及应用，获评上海市优秀毕业生，导师为徐洪杰老所长。

2014年起在中国科学院上海应用物理研究所工作，历任助理研究员、副研究员；2019年入选中山大学“百人计划”，加入中山大学中法核工程与技术学院。

学科方向

研究方向为：多尺度模拟驱动—实验协同的熔盐堆等先进反应堆体系中材料与核素行为研究，主要归属于“核科学与技术”一级学科下的“核燃料循环与材料”二级学科，同时与“核能科学与工程”高度交叉，并在放射性核素源项控制方面与“辐射防护及环境保护”密切相关。

目前主要研究内容包括：1. 关键放射性核素迁移转化与源项控制；2. 难溶裂变产物行为机制；3. 熔盐环境下材料腐蚀机理与防控；4. 先进耐腐蚀/阻氚涂层的设计与评价；5. 氢化钇等新型高温慢化材料研究；6. 其他核燃料和核材料研究。

在研究方法上，采用理论模拟、机器学习与实验验证相结合的多尺度研究路线。理论方面，综合运用第一性原理计算、分子动力学模拟、蒙特卡洛模拟及机器学习等方法；实验方面，依托本学院相关教师团队，并联合中国科学院上海应用物理研究所、中国原子能科学研究院、中国广核集团有限公司、西安交通大学核科学与技术学院等国内核领域重要单位。通过理论模拟、机器学习与实验验证协同，为反应堆安全运行、源项控制、材料选型和工程设计提供理论基础与技术支撑。

学术兼职

1 科研项目通讯评审专家、广东省科学技术厅专家库成员等
2 中国有色金属学会熔盐化学与技术专业委员会第三届委员会委员，2026年至2031年
3 Engineering Physics Review Letters 青年编委，2026年至2027年
4 粉末冶金材料科学与工程期刊编委会委员，2021年至2023年

科研、教学项目

主持科研项目约二十项，包括：国家自然科学基金项目、中国科学院科研项目、中核集团科研项目、中广核科研项目、广东省自然科学基金项目，以及中山大学“百人计划”和青年教师培育项目等；曾作为子课题负责人参与中国科学院A类战略性先导科技专项“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”项目，并参与其他多项各类科研项目；近5年，共承担科研项目经费1000余万元。具体如下：

1 国家自然科学基金面上项目，基于机器学习力场方法的熔盐/石墨界面处氢同位素吸附行为研究，2024年1月至2027年12月，主持。
2 中国广核集团有限公司，***关键设备材料适用性评价研究与应用，2025年1月至2027年1月，主持。
3 中核四〇四有限公司，***系统采购项目，2026年9月至2027年2月，骨干参与。
4 中国科学院，熔盐堆尾气中氪氙吸附分离材料的分子模拟与机器学习筛选研究，2026年8月至2027年12月，主持。
5 中国科学院，氚分离用材料性能筛选与评价系统构架与实现研究，2025年12月至2026年5月，主持。
6 钍基核裂变能全国重点实验室，熔盐中氚化学形态转变机制研究，2025年11月至2027年11月，主持。
7 中国科学院，难溶裂变产物在熔盐中的成核与生长模型研究，2025年9月至2028年9月，主持。
8 广东省自然科学基金面上项目，熔盐和石墨中氚行为的原子尺度研究，2024年1月至2026年12月，主持。
9 先进核能技术设计与安全教育部重点实验室，基于热处理的退役核石墨脱氚方法优化，2024年1月至2025年12月，主持。
10 中广核工程有限公司，停堆及氧化净化过程化学动力学实验服务合同，2023年12月至2025年12月，骨干参与。
11 中国原子能科学研究院，高熵***研究，2023年11月至2023年12月，主持。
12 GFKJJCJQ计划，高电***性能研究，2023年11月至2025年11月，骨干参与。
13 计算物质科学教育部重点实验室，铅铋堆中合金晶界脆化的计算模拟研究，2023年1月至2023年12月，主持。
14 中国原子能科学研究院，***涂层腐蚀性能计算模拟，2022年10月至2022年12月，主持。
15 中国原子能科学研究院，反应堆***模拟计算，2022年1月至2024年12月，主持。
16 粉末冶金国家重点实验室，航空钛合金残余应力的微观机理研究，2021年1月至2021年12月，主持。
17 粉末冶金国家重点实验室，密排六方钛合金中纳米孪晶合金化效应的理论研究，2020年1月至2020年12月，主持。
18 中山大学“百人计划”人才项目，2019年5月至2020年12月，主持。
19 中山大学青年教师培育项目，纳米孪晶提高金属材料强韧性的机理的理论研究，2019年1月至2020年12月，主持。
20 国家自然科学青年基金，镍基合金中成分及缺陷对氢行为影响的第一性原理研究，2017年1月至2019年12月，主持。
21 国家自然科学基金面上项目，基于同步辐射方法的Te对Ni-Cr二元合金晶间脆化机理研究，2014年1月至2017年12月，参与。
22 国家自然科学青年基金，基于掠入射XAFS方法的表面诱导的离子液体有序排列研究，2011年1月至2013年12月，参与。
23 中国科学院A类战略性先导科技专项，“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”项目，参与时间：2011年至2019年。

主持教学项目一项：

1 广东省高等教育学会“十五五”规划2026年度高等教育研究课题，生成式人工智能背景下高校学生学业表现与能力达成偏离的机制及改革路径研究，2026年8月至2028年7月，主持。

学术论文

已在Nuclear Science and Techniques、International Journal of Hydrogen Energy、Corrosion Science、Corrosion Communications、Journal of Nuclear Materials等国内外重要学术期刊发表论文约80篇。兼任 Acta Materialia、Corrosion Science、Nuclear Science and Techniques、International Journal of Hydrogen Energy、Journal of Nuclear Materials 等期刊审稿人。一作/通讯文章，主要如下：

1 Elucidating the underlying oxidation mechanism of FeCrAl alloys under high-dose irradiation: From accelerated uniform oxidation to dynamic intergranular oxidation. Corrosion Science 273 (2026) 114279.
2 Local structure and early-stage aggregation behavior of Mo in LiF-BeF2-UF4-ZrF4 molten salts. Nuclear Engineering and Technology 59 (2027) 104688.
3 Corrosion resistance of AlCrNbSiTi high-entropy alloy coatings under simulated PWR conditions: Experimental and theoretical studies. Journal of Nuclear Materials 634 (2026) 157072.
4 Corrosion behavior and mechanism of UNS N10003 alloy in NaCl-KCl-CaCl2 molten salt and vapor at 800 °C. Corrosion Communications 22 (2026) 188–197.
5 Atomic-scale insights into tritium speciation and interfacial behavior at molten salt/graphite and molten salt/alloy interfaces. International Journal of Hydrogen Energy 252 (2026) 156188.
6 Chemical speciation and reactivity of Nb, Mo, Kr, and Xe in molten salts under varying redox states. Journal of Nuclear Materials 629 (2026) 156679.
7 Effect of molten salt redox states on the chemical behavior of Tellurium: A machine learning molecular dynamics study. Annals of Nuclear Energy 230 (2026) 112122.
8 Determination of the electrochemical and molecular structure properties of Th(IV) in molten salts: A combined experimental and theoretical study. Electrochimica Acta 561 (2026) 148704.
9 Corrosion mechanism and intergranular attack of 316 stainless steel in NaCl-MgCl2 molten salts: The critical role of SO42− impurities for solar thermal storage. Solar Energy Materials and Solar Cells 308 (2026) 114679.
10 Innovative synthesis of compact NiPt coatings on nickel-based GH3535 alloy using liquid sodium: Mechanism revealed by experiments and simulations. Journal of Materials Research and Technology 40 (2026) 194–203.
11 Behavior of O and F impurities and their consequent effects on H transport in yttrium hydrides. International Journal of Hydrogen Energy 231 (2026) 154967.
12 Effects of vacancies and voids on hydrogen behavior in yttrium hydrides. Journal of Nuclear Materials 620 (2026) 156350.
13 Solute-driven modulation of tritium behavior in FLiBe molten salts: A machine learning molecular dynamics approach. International Journal of Hydrogen Energy 174 (2025) 151411.
14 Theoretical prediction of KF-RbF-CsF-BeF2 system: phase diagrams calculation and ab initio molecular dynamics. Nuclear Science and Techniques 36 (2025) 206.
15 Hydrogen diffusion in yttrium hydrides: First-principles calculations and machine learning molecular dynamics. International Journal of Hydrogen Energy 103 (2025) 99–110.
16 Chemical states of corrosion products in liquid lead from ab initio molecular dynamics. Journal of Nuclear Materials 599 (2024) 155237.
17 First-principles study on the diffusion behavior of Cs and I in Cr coating. Nuclear Science and Techniques 35 (2024) 100.
18 Adhesion property of AlCrNbSiTi high-entropy alloy coating on zirconium: experimental and theoretical studies. Nuclear Science and Techniques 35 (2024) 141.
19 Research status of density functional theory in corrosion of reactor alloy materials. Nuclear Techniques 47 (2024) 100001.
20 First-principles study on the corrosion resistance of iron oxide surface and grain boundary in austenitic steel to lead–bismuth eutectic. Applied Surface Science 640 (2023) 158409.
21 Corrosion mechanism of lead-bismuth eutectic at grain boundary in ferritic steels and the effect of alloying elements: A first-principles study. Journal of Nuclear Materials 569 (2022) 153915.
22 First-principles calculation of twin boundary energy and strength/embrittlement in hexagonal close-packed titanium. Materials & Design 213 (2022) 110331.
23 Effects of impurity elements on SiC grain boundary stability and corrosion. Nuclear Science and Techniques 32 (2021) 125.
24 Prediction of theoretical strength of diamond under complex loadings. Extreme Mechanics Letters 44 (2021) 101233.
25 Theoretical study of the effects of alloying elements on Cu nanotwins. Science China Physics, Mechanics & Astronomy 63 (2020) 104612.
26 Effects of alloy compositions on hydrogen behaviors at a nickel grain boundary and a coherent twin boundary. International Journal of Hydrogen Energy 45 (2020) 10951–10961.
27 Quasi-gradient variation of microstructures and properties of Cu–Sn alloy along the thickness direction under cold spinning. Journal of Alloys and Compounds 831 (2020) 154701.
28 Adsorption and desorption of hydrogen on/from single-vacancy and double-vacancy graphenes. Nuclear Science and Techniques 30 (2019) 69.
29 Thermodynamic description for the NaF-KF-RbF-ZnF2 system. Journal of Fluorine Chemistry 217 (2019) 90–96.
30 Theoretical investigation of Ti and Ni co-doping on the anti-disproportionation ability of ZrCo alloy. Materials Research Express 5 (2018) 105501.
31 Theoretical study of ZrCoH3 and the anti-disproportionation ability of alloying elements. International Journal of Hydrogen Energy 43 (2018) 10410–10419.
32 Thermodynamic modeling of LiF-NaF-KF-CrF3 system. Journal of Fluorine Chemistry 209 (2018) 6–13.
33 Effects of alloying substitutions on the anti-disproportionation behavior of ZrCo alloy. International Journal of Hydrogen Energy 42 (2017) 15782–15789.
34 Theoretical study of the interaction between hydrogen and 4d alloying atom in nickel. Nuclear Science and Techniques 28 (2017) 82.
35 A theoretical study of the effects of sp-elements on hydrogen in nickel-based alloys. Computational Materials Science 128 (2017) 37–41.
36 Effects of rare-earth on the cohesion of Ni Σ5 (012) grain boundary from first-principles calculations. Computational Materials Science 96 (2015) 374–378.
37 First-principles calculations of the interaction between hydrogen and 3d alloying atom in nickel. Journal of Nuclear Materials 465 (2015) 254–259.
38 The effect of Nb additive on Te-induced stress corrosion cracking in Ni alloy: a first-principles calculation. Nuclear Science and Techniques 25 (2014) 050603.
39 First-principles study of the effect of phosphorus on nickel grain boundary. Journal of Applied Physics 115 (2014) 043706.
40 First-principles study of intergranular embrittlement induced by Te in the Ni Σ5 grain boundary. Computational Materials Science 88 (2014) 22–27.