между фазами литиевой системы позволяет определить направления
самопроизвольного газового потока
:
µ
кс
> µ
тм
> µ
лт
—
поток ки
-
слорода из космической среды
(
кс
)
в литиевый теплоноситель
(
лт
);
µ
кс
> µ
тм
< µ
лт
—
поток азота из космической среды и литиевого
теплоносителя в тугоплавкий металл
(
тм
).
Аналитические зависимости для расчета химических потенциалов
кислорода в зависимости от температуры и концентрации его в раство
-
рах в ниобии и литии приведены в табл
. 2 [3].
На рис
. 3
показаны ре
-
зультаты расчета температурных изменений и изоконцентратов хими
-
ческих потенциалов кислорода для его растворов в ниобии и литии
.
Таблица
2
Предельная растворимость и химический потенциал кислорода в растворах
лития и ниобия
Обозна
-
чение
Размер
-
ность
Литий
Ниобий
с
max
%
ат
.
lg(
c
max
) = 2
,
5
−
2500
T
−
1
lg(
c
max
) = 1
,
66
−
1680
T
−
1
µ
0
(
T
)
кал
/
моль
µ
0
(
T
) =
−
288600 + 68
,
84
T µ
0
(
T
) =
−
192240 + 36
,
24
T
µ
0
(
c, T
)
кал
/
моль
µ
0
(
c, T
) = 9
,
15
T
lg(
c
) +
+36
,
69
T
−
263500
µ
0
(
c, T
) = 9
,
15
T
lg(
c
) +
+21
,
05
T
−
176870
П р и м е ч а н и е
.
с
max
—
предельная растворимость кислорода в литии и нио
-
бии
;
µ
0
(
Т
)
—
химический потенциал кислорода в равновесной системе
“
Ме
–
МеО
”;
µ
0
(
с
,
Т
)
—
химический потенциал кислорода в растворах постоянного состава
;
с
—
концентрация кислорода
;
Т
—
температура
Из рис
. 3
следует
,
что в системе
“
КС
–
ТМ
–
ЛТ
”
при высоких темпе
-
ратурах происходит самопроизвольный перенос кислорода между эле
-
ментами системы
:
—
безактивационная адсорбция
—
растворение кислорода в по
-
верхностном слое тугоплавкого металла
(
ниобия
);
—
диффузионный перенос растворенного газа в поле химического
потенциала от поверхности сорбции к противоположной стороне обо
-
лочки
(
ниобия
)
без потери кислорода по пути диффузии
;
—
перераспределение
(
десорбция
)
газа из твердой фазы в жидкий
металл
(
литий
);
—
растворение
—
проницаемость
—
накопление газа в форме хи
-
мических соединений в литиевом теплоносителе
.
Каждый из этих этапов представляет физико
-
химический процесс
из ряда стадий
,
связанных с межфазным переходом
.
Проницаемость атомарного кислорода сквозь тугоплавкие ме
-
таллы
.
Перечисленные стадии массопереноса между элементами ли
-
46 ISSN 0236-3941.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. "
Машиностроение
". 2003.
№
3
