Фазовая диаграмма системы Na-Na2O
Автор: Зайцева Ольга Владимировна, Трофимов Евгений Алексеевич, Самойлова Ольга Владимировна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Металловедение и термическая обработка
Статья в выпуске: 2 т.18, 2018 года.
Бесплатный доступ
Фазовые равновесия в системе Na-O представляют интерес в связи с тем, что металлический натрий широко используется в ядерных реакторах в качестве теплоносителя. Целью работы стало термодинамическое моделирование системы Na-O в области Na-Na2O и построение фазовой диаграммы этой системы. В ходе работы проанализированы имеющиеся экспериментальные данные о растворимости кислорода в жидком натрии. Используя литературные данные, в ходе нашей работы осуществлено моделирование фазовых равновесий и расчёт координат фазовой диаграммы области Na-Na2O. В процессе проведённой работы для расчётов использованы возможности программного комплекса FactSage. Использованы данные базы SGPS (SGTE pure substances database) о стандартных энтальпиях образования, стандартных энтропиях и параметрах фазовых переходов, а также температурных зависимостях молярных теплоёмкостей для твёрдых и жидких веществ, образующих систему твёрдого и жидкого Na, кристаллических модификаций Na2O и его расплава. Моделирование расплава Na-Na2O выполнено посредством двухподрешёточной модели ионной жидкости. Параметр взаимодействия для этой модели, температурная и концентрационная зависимость которого выражена посредством полинома Редлиха - Кистера, определён в ходе работы. Согласно результатам моделирования система Na-O в области Na-Na2O характеризуется наличием области расслаивания на две жидких фазы. Координаты критической точки: температура 2457 К, содержание кислорода ~26 ат. %. Крайняя левая точка кривой расслаивания на две жидкие фазы характеризуется следующими координатами: температура 1405 К, содержание кислорода ~4,8 ат. %.
Натрий, кислород, фазовая диаграмма, термодинамическое моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/147157133
IDR: 147157133 | DOI: 10.14529/met180205
Список литературы Фазовая диаграмма системы Na-Na2O
- Wriedt H.A. The Na-O (Sodium-Oxygen) System//Bulletin of Alloy Phase Diagrams, 1987, vol. 8, no. 3, pp. 234-246 DOI: 10.1007/BF02874915
- Alcock C.B. and Stavropoulos G.P. Galvanic Cell Measurements on the Sodium-Oxygen System//Can. Metall. Q., 1971, vol. 10, no. 4, pp. 257-265 DOI: 10.1179/cmq.1971.10.4.257
- Eichelberger R.L. Solubility of Oxygen in Liquid Sodium. U.S. At. Energy Comm. Rep. AI-AEC-12685, 1968 DOI: 10.2172/4808140
- Noden J.D. General Equation for the Solubility of Oxygen in Liquid Sodium. Addendum//J. Br. Nucl. Energy Soc., 1973, vol. 12, no. 3, pp. 329-331.
- Claxton K.T. Solubility of Oxygen in Liquid Sodium and the Interpretation of Predictions for the Corrosion Rate of Stainless Steels in Liquid Sodium. Junta Energ. Nucl. (Spain), Rep. JEN-446, 1979. (in Spanish)
- Beisswenger H., Dorner S. Solubility of Oxygen in Liquid Sodium//J. Nucl. Mater., 1968, vol. 28, no. 3, pp. 297-302 DOI: 10.1016/0022-3115(68)90196-7
- Salmon N. and Cashman T.J. The Solubility of Sodium Monoxide in Liquid Sodium, KAPL-1653, 1956.
- De la Torre Cabezas M. Behavior of Oxygen in Liquid Sodium. Junta Energ. Nucl. (Spain), Rep. JEN-310, 1975. (in Spanish)
- Smith D.L. and Lee R.H. Characterization of the Vanadium-Wire Equilibration Method for Measurement of Oxygen Activity in Liquid Sodium. Argonne Natl. Lab Rep. ANL-7891 Argonne, IL, 1972.
- Bale C.W., Chartrand P., Degterov S.A., Eriksson G., Hack K., Ben Mahfoud R., Melançon J., Pelton A.D., Petersen S. FactSage Thermochemical Software and Databases//Calphad, 2002, vol. 26, no. 2, pp. 189-228 DOI: 10.1016/S0364-5916(02)00035-4
- Bale C.W., Bélisle E., Chartrand P., Decterov S.A., Eriksson G., Hack K., Jung I.-H., Kang Y.-B., Melançon J., Pelton A.D., Robelin C., Petersen S. FactSage Thermochemical Software and Databases -Recent Developments//Calphad, 2009, vol. 33, no. 2, pp. 295-311 DOI: 10.1016/j.calphad.2008.09.009
- Bale C.W., Bélisle E., Chartrand P., Decterov S.A., Eriksson G., Gheribi A.E., Hack K., Jung I.-H., Kang Y.-B., Melançon J., Pelton A.D., Petersen S., Robelin C., Sangster J., Spencer P., Van Ende M.-A. FactSage thermochemical software and databases, 2010-2016//Calphad, 2016, vol. 54, no. 1, pp. 35-53 DOI: 10.1016/j.calphad.2016.05.002
- SGPS database (SGTE pure substances database), FactSage 7.0.
- Hillert M., Jansson B., Sundman B., Agren J. A Two-Sublattice Model for Molten Solutions with Different Tendency for Ionization//Met. Trans. A, 1985, vol. 16A, pp. 261-266 DOI: 10.1007/BF02816052
- Sundman B. Modification of the Two-Sublattice Model for Liquids//Calphad, 1991, vol. 15, no. 2, pp. 109-119 DOI: 10.1016/0364-5916(91)90010-H
