Теплофизические и поверхностные свойства лития и сплавов литий-натрий, натрий-калий

• Автор: Афаунова, Лиана Хазреталиевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Оглавление
Введение

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЛОТНОСТИ, ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ И РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНА ЛИТИЯ, НАТРИЯ, КАЛИЯИИХБИНАРНЫХ СПЛАВОВ
1.1. Обзор исследований плотности лития, натрия, калия и их двойных сплавов
1.2. Результаты исследований поверхностного натяжения лития, натрия, калия и их двойных сплавов
1.3. Обзор литературных данных работы выхода электрона лития, натрия, калия и их
сплавов
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА НОВЫХ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРИБОРОВ И МЕТОДОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ, ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ И РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНА ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ
2.1. Выбор методов и особенности измерений плотности, поверхностного натяжения и работы выхода электрона щелочных металлов и сплавов
2.2. Прибор для совместного определения плотности и поверхностного натяжения жидкометаллических расплавов
2.3. Прибор для измерения теплофизических характеристик металлов и сплавов
2.4. Прибор для изучения теплофизических характеристик жидкометаллических расплавов с участием лития
2.5. Прибор для изучения поверхностного натяжения жидкометаллических расплавов с участием компонентов с повышенной упругостью собственных

насыщенных паров
2.6. Оценка погрешностей измерений плотности, поверхностного натяжения и работы выхода электрона

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ, ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ И РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНА ЧИСТОГО ЛИТИЯ И КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ СПЛАВОВ НАТРИЙ-КАЛИЙ И ЛИТИЙ-
НАТРИЙ
ЗЛ. Экспериментальная установка для измерения плотности, поверхностного натяжения и работы выхода электрона щелочных металлов и их сплавов
3.2. Диаграммы состояния бинарных систем натрий-калий и литий-натрий
3.3. Методика приготовления образцов и заправки измерительных ячеек
3.4. Результаты исследований температурных и концентрационных зависимостей плотности и молярных объемов лития и сплавов литий-натрий
3.5. Результаты исследований температурных и концентрационных зависимостей поверхностного натяжения лития и сплавов литий-натрий и натрий-калий
3.6. Результаты измерений температурных и концентрационных зависимостей
работы выхода электрона лития и сплавов литий-натрий
ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ СПЛАВОВ НАТРИЙ-КАЛИЙ И ЛИТИЙ-НАТРИЙ
4.1. Компьютерная реализация расчетов адсорбции компонентов в металлических расплавах в пакете «МаШСАГ)»
4.2. Расчеты адсорбции и предельных поверхностных активностей компонентов в бинарных сплавах натрий-калий и литий-натрий
4.3. Оценка толщины и составов поверхностных слоев сплавов натрий-калий
Принятые обозначения и сокращения
ЛИТЕРАТУРА
Приложение

Введение
Актуальность темы. Литий и его сплавы считаются материалами XXI века, использование которых позволит решить ряд принципиальных вопросов создания высокоэффективного энергетического термоядерного реактора. Чистый литий используется как тритий-воспроизводящее вещество и

теплоноситель в современных ядерных, а в перспективе - и в термоядерных установках при условии решения вопросов его совместимости с материалами и плазмой реактора токамака [1-7].
Применение лития и его сплавов как наиболее перспективных высокотемпературных теплоносителей обусловлено высокой критической температурой и низкими температурами плавления. В высокотемпературных реакторах целесообразно применять жидкометаллические теплоносители, позволяющие отводить тепло из реактора на сравнительно высоком температурном уровне при малых давлениях, что позволяет существенно повысить КПД ядерной энергетической установки, а также теплосъем с коллекторного пакета°термоэмиссионного электрогенерирующего канала [8,9]. Наиболее отчетливо преимущество лития проявляется при создании ядерных энергоустановок транспортного и космического назначения [10]. Кроме того, некоторые теплоносители (например, натрий) обладают меньшим, по сравнению с водой, сечением захвата нейтронов, что также является немаловажным обстоятельством [4,8]. В связи с этим актуальной задачей является комплексное исследование теплофизических свойств сплавов с участием лития, натрия, калия, таких как плотность (р), поверхностное натяжение (а, ПН) и работа выхода электрона (р, РВЭ), являющиеся

293 до 423 К с помощью двухкапиллярного вакуумного пикнометра и усовершенствованного ими же гравитационного прибора с одной калиброванной трубкой [76]. Построенная изотерма ПН <т(х) (рисунок 5) в сопоставлении с диаграммой состояния, системы №-К показывает, что эвтектической точке на диаграмме фазовых состояний отвечает широкий минимум на изотерме ПН <т(х), «глубина» которого (~ 16 мН/м) в несколько раз превышает ошибку эксперимента.
а, мн/м
X, ат. % —>
Рисунок 5 - Изотермы поверхностного натяжения о(х) сплавов системы Иа-К (при Т= 375 К): штриховая линия — данные [73,76,97], сплошная линия - данные [64]
Общим недостатком работ [96,98] является несовершенство применявшихся в

то время методов и техники эксперимента, использование в опытах образцов-металлов с заметным содержанием примесей. Между тем известно, что самые