На семинаре отдела материаловедения 28 декабря 2012 г. с докладом о готовности своей диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук на тему «Влияние малых примесей на поверхностное натяжение свинца» выступил научный сотрудник лаборатории металлов и сплавов Хасанов А.И.
Актуальность темы. Надежные данные по поверхностному натяжению металлов и их сплавов необходимы для построения теории поверхностных явлений жидкометаллических систем, а также важны для оптимизации многих практически важных технологических процессов, таких как пайка, металлизация, получения новых композиционных материалов методом пропитки, для конструирования новых металлических теплоносителей. Несмотря на большой объем исследований поверхностных свойств металлических систем, влияние щелочных и щелочноземельных добавок на поверхностное натяжение свинца изучено пока недостаточно. В связи с развитием атомной энергетики в последнее время созданы новые реакторные высоконикелевые и ферритно-мартенситные стали однако политермы смачивания новых реакторных материалов свинцом и висмутом изучено недостаточно. Подобные данные необходимы для создания новых атомных реакторов на быстрых нейтронах.
Целью работы являлось исследование влияния малых примесей на плотность и поверхностное натяжение свинца и углы смачивания свинцовыми расплавами реакторных сталей.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи:
Научная новизна полученных результатов заключается в том, что:
Практическая ценность результатов:
Полученные экспериментальные данные по политермам плотности и поверхностного натяжения сплавов на основе свинца могут найти применение при разработке новых теоретических моделей поверхностных свойств жидкометаллических систем.
Результаты по политермам углов смачивания свинцом и висмутом новых реакторных сталей могут найти применение при создании энергетических установок нового поколения.
Результаты работы использовались в учебном процессе при чтении спецкурсов в Кабардино-Балкарском государственном университете им. Х.М. Бербекова и Чеченском государственном университете.
Достоверность основных результатов подтверждена их повторяемостью в идентичных условиях, а так же согласием с соответствующими данными других авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
Сплавы систем свинец–серебро, свинец–никель, свинец–кальций, свинец–висмут, свинец–литий готовились сплавлением исходных навесок в кварцевых ампулах в вакууме ~0,01 Па из свинца марки С0000 и серебра чистотой 99,99 мас. % или висмута марки В0000 чистотой 99,9999 мас.%. В процессе плавки расплав интенсивно перемешивался, затем закристаллизовывался. Получившийся слиток использовался для приготовления навесок для исследования ПН. Сплав свинец–висмут эвтектического состава готовился в Объединенном институте высоких температур РАН (г. Москва, Россия).
Измерения плотности и ПН металлических сплавов проводились на высокотемпературной установке методом большой лежащей капли при остаточном давлении газовой фазы 0,01 Па или в атмосфере гелия. В чашечку из графита капля сплава подавалась через кварцевую воронку с вытянутым капилляром.
При изучении процесса смачивания реакторных сталей свинцовыми расплавами использовались подложки размером 15?15 мм, предварительно отполированные и промытые в спирте и дистиллированной воде.
Фотографирование жидкой капли производилось с помощью цифрового аппарата. Перед фиксацией меридионального сечения, капля выдерживалась при заданной температуре 5 минут. Изображение капли далее обрабатывалось на персональном компьютере при помощи автоматизированного программного комплекса для определения теплофизических свойств жидкостей, применение которого позволило получить более надежные данные.
Выводы по работе
Также плохо эти стали смачиваются висмутом до 650 – 700 °С. Это объясняется тем, что примеси Al и Si за счет поверхностной и зернограничной сегрегации накапливаются на межфазных границах, где образуют защитные оксидные пленки. Таким образом, стали марок ЭП-450 и ЭК-173 более устойчивы к растворению в расплавленных свинце и висмуте при высоких температурах.
В обсуждении доклада приняли участие д.т.н. Муртазаев С.-А. Ю., Батаев Д.К.-С., д.х.н. Хасбулатова З.С., к.ф.-м.н. Озниев Д. Т., Успажиев Р.Т., которые задали вопросы докладчику и высказали ряд замечаний. которые несомненно помогут молодому ученому.