Экспериментально-расчетное исследование возможности получения аморфных сплавов при взрывной фрагметации горячих капель в низкокипящем охладителе


DOI: 10.34759/tpt-2020-12-3-136-142

Авторы

Ивочкин Ю. П., Бородина Т. И., Казаков А. Н., Тепляков И. О.

Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская, 13, стр.2, Москва, 125412, Россия

Аннотация

Рассмотрен вопрос получения аморфных металлов и сплавов методом, основанным на взрывной фрагментации раскаленных жидкометаллических капель в среде низкокипящего охладителя. Представлены результаты экспериментов, выполненных в обоснование разрабатываемой технологии. Опыты проведены при комнатной температуре охладителя (дистиллированная вода) и нагреве металла до 300—900ºС. В качестве материала образцов использовались низкоплавкие металлы: олово, свинец, цинк и алюминий. С помощью рентгенодифракционного анализа исследована структура образующихся осколков. Показано, что аморфное состояние осколков дробления достигается только в процессе тонкой фрагментации расплава при взрывной смене режимов кипения охладителя.

Ключевые слова:

аморфные металлы, паровой взрыв, фрагментация, скорость охлаждения, кипение, теплообмен

Библиографический список

  1. Herlach D.M., Galenko P., Holland-Moritz D. Metastable solids from undercooled melts // Pergamon Materials Series. 2007. V. 10. P. 1–432.

  2. Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К. Аморфные металлы / Под ред. Ц. Масумото. М.: Металлургия, 1987. 328 с.

  3. Furuya M. Method for producing amorphous metal, me- thod and apparatus for producing amorphous metal fine par- ticles, and amorphous metal fine particles / Patent No. US 7,008,463 B2 Mar. 7, 2006.

  4. Eckhoff R.K. Water vapour explosions — A brief review // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2016. V. 40. P. 188–198. http://dx.doi.org/10.1016/j.jlp.2015.11.017

  5. Cronenberg A.W., Benz R. Vapor explosion phenomena with respect to nuclear reactor safety assessment // Advan- ces in Nuclear Science and Technology. 1980. V. 12. P. 247–334.

  6. Berthoud G. Vapor explosions // Annual Review of Fluid Mechanics. 2000. V. 32. P. 573–611.

  7. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопе- редача. М.: Энергоиздат, 1981. 415 с.

  8. Nelson I.S., Duda P.M. Steam explosions experiments with single drops of iron oxide melted with CO2 — laser// High Temperature — High Pressure. 1982. V. 14. P. 259–281.

  9. Pak H.S., Hanson R.C., Sehgal D.R. Fine fragmentation of molten droplet in subcooled water due to vapor explosion observed by X-ray radiography // Experimental Thermal and Fluid Science. 2005. V. 29. P. 351–363.

  10. Dullforce T.E., Buchanan D.J., Perckover R.S. Self— triggering of small—scale fuel—coolant interactions: I. Expe- riments // Journal of Physics D: Applied Physics. 1974. V. 9. P. 1295–1303.

  11. Kazimi M.S., Autruffe M.I. On the mechanism for hydro- dinamic fragmentation // Transactions of the American Nuc- lear Society. 1978. V. 27. P. 321–322.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024