Теплопроводность жидких сплавов системы Na–Pb

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Методом лазерной вспышки измерена теплопроводность λ жидких сплавов натрий–свинец (10, 21, 31, 41, 50 и 63 ат. % Pb) в интервале температуры от линии ликвидуса до 1070 К с неопределенностью 4–6%. Построены температурные и концентрационные зависимости λ. Установлено, что для большинства исследованных сплавов теплопроводность с температурой растет монотонно и имеет довольно низкие значения по сравнению с чистыми расплавами Na и Pb: от 3.7 до 12.0 Вт/ (мК). На концентрационной зависимости λ выявлен пологий минимум в интервале концентрации свинца XPb≈ 20–50 ат. %. Отмечены корреляции между полученными результатами по теплопроводности и другими теплофизическими свойствами, которые косвенно подтверждают существующие в литературе представления о формировании в жидкой системе Na–Pb ионных комплексов.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Ш. Агажанов

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Author for correspondence.
Email: scousekz@gmail.com
Russian Federation, Новосибирск

Р. Н. Абдуллаев

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Email: scousekz@gmail.com
Russian Federation, Новосибирск

А. Р. Хайрулин

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Email: scousekz@gmail.com
Russian Federation, Новосибирск

С. В. Станкус

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Email: scousekz@gmail.com
Russian Federation, Новосибирск

References

  1. Van der Lugt W. Zintl Ions as Structural Units in Liquid Alloys // Phys. Scr. 1991. V.39. P. 372.
  2. Van der Lugt W. Polyanions in Liquid Ionic Alloys: A Decade of Research // J. Phys. Condens. Matter. 1996. V. 8. № 34. P. 6115.
  3. Saboungi M.L., Geertsma W., Price D.L. Ordering in Liquid Alloys // Annu. Rev. Phys. Chem. 1990. V. 41.№ 1. P. 207.
  4. Reijers H.T.J., Saboungi M.L., Price D.L., Richardson Jr. J.W., Volin K.J., van der Lugt W. Structural Properties of Liquid Alkali-metal–Lead Alloys: NaPb, KPb, RbPb, and CsPb // Phys. Rev.B. 1989. V. 40. № 9. P. 6018.
  5. Гантмахер В.Ф. Химическая локализация // УФН. 2002. Т. 172. № 11. С. 1283.
  6. Морачевский А.Г. Физико-химические свойства, структура и электрохимическое поведение жидких сплавов системы натрий–свинец (обзор) // Журн. прикл. химии. 1997. Т. 70. № 7. С. 1057.
  7. Calaway W.F., Saboungi M.-L. Electrical Resistivity of the Na–Pb System: Measurements and Interpretation // J. Phys. F: Met. Phys. 1983. V. 13. № 6. P. 1213.
  8. Meijer J.A., Geertsma W., van der Lugt W. Electrical Resistivities of Liquid Alkali–Lead and Alkali–Indium Alloys // J. Phys. F: Met. Phys. 1985. V. 15. № 4. P. 899.
  9. Van der Marel C., van Oosten A.B., Gertsma W., van der Lugt W. The Electrical Resistivity of Liquid Li–Sn, Na–Sn, and Na–Pb Alloys: Strong Effects of Chemical Interactions // J. Phys. F: Met. Phys. 1982. V. 12. № 10. P. 2349.
  10. Matsunaga S., Tamaki S. Compound-forming Effect in the Resistivity of Liquid Na–Pb Alloys // J. Phys. Soc. Jpn. 1983. V. 52. № 5. P. 1725.
  11. Matsunaga S., Ishiguro T., Tamaki S. Thermodynamic Properties of Liquid Na–Pb Alloys // J. Phys. F: Met. Phys. 1983. V. 13. № 3. P. 587.
  12. Ruppersberg H., Jost J. Determination of the Heat Capacity of Liquid Alloys According to the (∂p/∂T)s Procedure: Pb/Na // Thermochim. Acta. 1989. V. 151. P. 187.
  13. Khairulin R.A., Stankus S.V., Abdullaev R.N. Density, Thermal Expansion and Binary Diffusion Coefficients of Sodium–Lead Melts // High Temp. – High Press. 2013. V. 42. № 6. P. 493.
  14. Хайрулин А.Р., Станкус С.В. Энтальпия и теплоемкость жидких сплавов Na15Pb4 и Na50Pb50 // Теплофизика и аэромеханика. 2023. Т. 30. № 6. С. 1223.
  15. Takeda S., Harada S., Tamaki S., Matsubara E., Waseda Y. Structural Study of Liquid Na–Pb Alloys by Neutron Diffraction // J. Phys. Soc. Jpn. 1987. V. 56. № 11. P. 3934.
  16. Efanov A.D., Loginov N.I., Morozov V.A., Morozov A.V., Mikheyev A.S. Investigation of Thermodynamic Properties of Sodium–Lead System // J. Phys.: Conf. Ser. 2008. V. 98. № 032013. P. 1.
  17. Засорин И.И., Кузнецова Л.М., Кумской В.В., Логинов Н.И., Михеев А.С., Морозов А.В., Морозов В.А., Плетенец С.С., Тихомиров А.А. Исследование свойств сплава натрий-свинец с целью выбора состава пожаробезопасного теплоносителя // ВАНТ. Cер. Физика ядерных реакторов. 2008. № 4. С. 72.
  18. Круглов А.Б., Коновалов И.И., Тарасов Б.А., Харитонов В.С., Паредес Л.П. Теплопроводность сплавов Pb–Na, Pb–Bi–Na при температурах 350–800°C // Теплофизика и аэромеханика. 2023. Т. 30. № 1. С. 133.
  19. Agazhanov A.Sh., Abdullaev R.N., Samoshkin D.A., Stankus S.V. Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Li–Pb Eutectic in the Temperature Range of 293–1273 K // Fusion Eng. Des. 2020. V. 152. 111456.
  20. Савченко И.В., Станкус С.В., Агажанов А.Ш. Измерение тепло- и температуропроводности жидкого свинца в интервале 601–1000 К //Атомная энергия. 2013. Т. 115. № 2. С. 74.
  21. Agazhanov A.Sh., Abdullaev R.N., Samoshkin D.A., Stankus S.V. Thermal Conductivity of Lithium, Sodium, and Potassium in the Liquid State // Phys. Chem. Liq. 2020. V. 58. № 6. P. 760.
  22. Agazhanov A.Sh., Khairulin A.R., Abdullaev R.N., Stankus S.V. Thermophysical Properties of Liquid K–Pb Alloys // J. Eng. Thermophys. 2021. V. 30. № 3. P. 365.
  23. Agazhanov A.Sh., Abdullaev R.N., Stankus S.V., Khairulin A.R. Thermal Conductivity of the Cs–Pb System Liquid Alloys // Phys. Chem. Liq. 2023. V. 61. № 4. P. 253.
  24. Nguyen V.T., Enderby J.E. The Electronic Structure of Lithium-based Liquid Semiconducting Alloys // Phil. Mag. 1977. V. 35. № 4. P. 1013.
  25. Meijer J.A., Vinke G.J.B., van der Lugt W. Resistivity of Liquid Rb–Pb and Cs–Pb Alloys // J. Phys. F: Met. Phys. 1986. V. 16. № 7. P. 845.
  26. Geertsma W., Dijkstra J., van der Lugt W. Electronic Structure and Charge-transfer-induced Cluster Formation in Alkali-group-IV Alloys // J. Phys. F: Met. Phys. 1984. V. 14. № 8. P. 1833.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Thermal conductivity of liquid Na–Pb alloys: 1 – data for Pb [20], 2 – Na [21], 3 – Na20Pb80 [18], 4 – Na90Pb10, 5 – Na79Pb21, 6 – Na69Pb31, 7 – Na59Pb41, 8 – Na50Pb50, 9 – Na37Pb63; the ordinate axis is presented in logarithmic scale.

Download (94KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Change in thermal conductivity of alloys relative to the value of λ at the liquidus temperature TL: 1 – Na90Pb10, 2 – Na79Pb21, 3 – Na69Pb31, 4 – Na59Pb41, 5 – Na50Pb50, 6 – Na37Pb63, 7 – Na20Pb80, 8 – Pb.

Download (90KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Concentration dependences of thermal conductivity of liquid Na–Pb alloys: 1 – at TL, 2 – at 1000 K, 3 – Na20Pb80 at TL [18], 4 – Na20Pb80 at 1000 K [18]; dotted line – calculation according to the additivity rule.

Download (73KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».