Термодинамика растворов неметаллов в металлических расплавах и ее применение к процессам на границе раздела твердый металл-многокомпонентный расплав

• Автор: Красин, Валерий Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 290 с. : ил.

Список основных обозначений

ГЛАВА 1. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ

1.1. Методы описания структуры жидкостей и межчастичные взаимодействия

1.1.1. Статистический метод в решении задач теории жидкостей

1.1.2. Краткая характеристика структуры жидких металлов

по данным дифракционных исследований

1.2. Статистические модели металлических растворов

1.2.1. Модель центральных атомов для бинарного раствора замещения

1.2.2. Термодинамическое описание трех- и многокомпонентных металлических расплавов, не содержащих неметаллических компонентов

1.2.3. Растворение неметалла в чистом жидком металле

1.2.4. Квазихимическое приближение для описания растворов неметаллов в бинарных металлических растворителях
1.2.5. Кластерные модели растворов металлоидов в бинарных металлических растворителях
1.3. Термодинамика разбавленных растворов металлоидов
в трехкомпонентных металлических растворителях
1.4. Расчетные методы получения исходных термодинамических данных
ГЛАВА 2. ОБОБЩЕННАЯ КООРДИНАЦИОННО-КЛАСТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ

2.1. Связь термодинамических характеристик металлического расплава с его кластерным составом: вывод основных
уравнений
2.2. Физическая интерпретация модели
2.3. Сравнение теоретических модельных оценок с экспериментальными наблюдениями
2.3.1. Растворимость азота в трехкомпонентных расплавах системы Ре-М-Со
2.3.2. Термодинамические свойства кислорода в
системе Ag-Cu-Sn
ГЛАВА 3. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ ЗАМЕЩЕНИЯ И ВНЕДРЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТРИТИЯ В ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОМ БЛАНКЕТЕ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
3.1. Постановка задачи
3.2. Влияние третьего компонента на физико-химические характеристики растворов трития в литиевом бланкете
3.3. Влияние четвертого компонента на физико-химические характеристики растворов трития в расплавах Ы-РЬ
3.3.1. Прогнозирование изменения термодинамической активности трития в 1л17РЬ83 с помощью удельных
параметров взаимодействия
3.3.2. Расплавы системы Ы-РЬ-У-Т
3.3.3. Расплавы системы Ы-РЬ-Ьа-Т
3.4. Перераспределение водорода в системах твердый металл
- жидкий литий и твердый металл - расплав Ы17РЬ83

ГЛАВА 4. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОВМЕСТИМОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ЖИДКИМИ МЕТАЛЛАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ
НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРИМЕСИ
4.1. Растворимость твердых металлов в легкоплавких металлах, содержащих неметаллические примеси, и связь изотермического переноса масс в гетерогенных средах с растворимостью
4.2. Экспериментальное исследование изотермического переноса массы в расплавах натрия, содержащих примесь кислорода
4.3. Неизотермический перенос массы железа в жидком
натрии в присутствии примеси кислорода
4.4. Совместимость ниобия с натрием и калием в присутствии примеси кислорода
4.5. Взаимодействие твердых металлов с жидким литием, содержащим примесь азота
4.6. Влияние водорода на растворимость компонентов конструкционных материалов в жидком литии
4.7. Анализ взаимодействий в расплавах натрия, содержащих одновременно примеси кислорода и водорода, с помощью статистической модели с двумя подрешетками
ГЛАВА 5. СОВМЕСТИМОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ДВУХКОМПОНЕНТНЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ РАСПЛАВАМИ
5.1. Расплавы с сильным химическим взаимодействием
5.2. Получение исходных термодинамических данных
5.3. Взаимодействие твердых металлов с расплавами
литий - свинец
5.4. Взаимодействие твердых металлов с расплавами Иа-К эвтектического состава

1.3. Термодинамика разбавленных растворов металлоидов в трехкомпонентных металлических растворителях
В работе [148] МКапур предпринял попытку оценить растворимость и активность неметаллического компонента X (в частности, кислорода) в расплавах, состоящих из трех металлических компонентов, используя уравнение К. Вагнера для соответствующих бинарных растворов и данные для растворимости элемента X в чистых металлах. Как и в модели идеального растворителя для бинарных расплавов [210] М. Капур предполагал, что растворимость X в расплаве из трех металлических компонентов невелика (т.е. выполняется закон Сивер-тса); атомы растворителя располагаются беспорядочно по отношению друг к другу, а энергия атома X зависит только от состава первой координационной сферы.
Для коэффициента активности элемента X в четырехкомпонентной системе А-В-С-Х было получено следующее уравнение г (г-Л
Ух1=Е I 7=0 к
сН-л КухП) х
ХК Ух%) еХР {-^кЬАВ+к1кВС+НИСА]/2КТ
(1.34)
где СУ- число сочетаний по у элементов из г; Адв, ^вс и Аса ~
энергетические параметры, являющиеся константами для тройных систем А-В-Х, В-С-Х и А-С-Х соответственно.
Проверка уравнения (1.34) показала, что расчетные значения находятся в удовлетворительном соответствии только для систем, где тройные металлические растворы А-В-С по своим свойствам близки к идеальному раствору. Принимая во внимание, что модель М. Капура не учитывает свойства растворителя, этот результат можно было ожидать.