Рис
. 8.
Высокотемпературный литий
-
ниобиевый контур как вакуумный
насос
:
1
—
производительность откачки ваку
-
умной системой
Q
ВС
при нормальной
температуре
;
2,. . . , 6
—
откачные харак
-
теристики системы
Q
Σ
при включении
в работу контура при температурах
900,
1000, 1100, 1200
и
1300
К соответственно
Проводили оценку поглоще
-
ния двух потоков
:
молекуляр
-
ного кислорода откачной систе
-
мой камеры и атомарного СКД
-
кислорода высокотемператур
-
ным литий
-
ниобиевым конту
-
ром
.
Проницаемость атомарного
кислорода через стенку опреде
-
ляли по зависимости
Π
ст
=
Q
Σ
(
T
)
−
Q
ВС
,
где
Q
Σ
(
T
)
—
измеряемая про
-
изводительность вакуумной си
-
стемы совместно с
“
горячим
”
контуром
,
Q
ВС
—
производи
-
тельность откачной системы при
комнатной температуре
.
Установлено
,
что начальное
содержание кислорода в мате
-
риале трубопровода
,
составляю
-
щее
∼
2
·
10
−
2
%
ат
,
практически
не изменяется в чистом ниобии и
повышается во времени в сплаве НЦУ
(Nb–1%Zr–0,1%C)
в результате
выгорания циркония
.
На рис
. 8
показаны полученные экспериментально зависимости
производительности откачки контура от температуры
.
По известной
площади поверхности контура можно определить его проницаемость
.
Полученные значения составляют
6
·
10
−
11
,
2
·
10
−
10
,
3
·
10
−
10
,
8
·
10
−
10
,
2
·
10
−
9
г
/
см
2
·
с для температур
600, 700, 800, 900
и
1000
o
С соответствен
-
но
.
Из сравнения расчетного значения коэффициента проницаемости
Π(1000
o
) =
С
max
D/δ
= 1
·
10
−
7
и экспериментальной плотности
диффузионного потока кислорода в контур
2
·
10
−
9
(
1000
o
С
)
следует
,
что процессы окисления ниобия возможны при гораздо более высоких
давлениях кислорода
.
Как было указано ранее
,
в эксперименте моде
-
лировали наиболее жесткие орбитальные условия для космической
энергоустановки
.
Следовательно
,
основной механизм коррозионных
процессов в системе
[
кислород
–
ниобий
–
литий
] —
это окисление
(
кор
-
розия
)
литиевого теплоносителя как следствие высокотемпературной
газопроницаемости ниобия
.
Подчеркнем еще раз
,
что газопроницае
-
мость
—
это общее свойство всех тугоплавких металлов при высоких
температурах
.
52 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. "
Машиностроение
". 2003.
№
3