液態鉛鉍共晶合金中納米顆粒的熱泳運動研究

陳 娟，周 濤，方曉璐，王堯新，楊 旭

(1.華北電力大學核科學與工程學院，北京102206；2. 華北電力大學核熱工安全與標準化研究所，北京102206；3.非能動核能安全技術北京市重點實驗室，北京102206)

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液態鉛鉍共晶合金中納米顆粒的熱泳運動研究

陳 娟1,2,3，周 濤1,2,3，方曉璐1,2,3，王堯新1,2,3，楊 旭1,2,3

(1.華北電力大學核科學與工程學院，北京102206；2. 華北電力大學核熱工安全與標準化研究所，北京102206；3.非能動核能安全技術北京市重點實驗室，北京102206)

采用液體中的固體顆粒熱泳理論，對鉛鉍共晶合金(LBE)中金屬納米顆粒的熱泳現象進行研究。計算LBE中不同種類納米顆粒的熱泳速度，并觀察不銹鋼納米顆粒在不同流體中的熱泳速度。對LBE中不同種類納米顆粒熱泳速度的計算結果表明，LBE中納米顆粒的熱泳速度隨著溫度梯度的增加而增加，隨粒徑的減小而增加；不銹鋼顆粒的熱泳速度要比碳納米管顆粒低兩個量級，與銅納米顆粒的熱泳速度相近。對不銹鋼納米顆粒在不同流體中熱泳速度的計算結果表明，不銹鋼顆粒在LBE中的熱泳速度要比在水和四氟乙烷中低1個量級，比在機油和乙基乙二醇中高2個量級。

鉛鉍共晶合金；熱泳；納米顆粒；液態金屬

液態鉛鉍共晶合金(LBE，Lead-Bismuth Eutectic)具有良好的中子學性能、抗輻射性能、熱物性和傳熱性，是目前ADS(加速器驅動的次臨界系統)散裂靶并兼做冷卻劑的主要候選材料[1]。LBE與其他流體一樣，在流動過程中將會對流經的冷卻劑通道產生腐蝕沖刷、磨蝕-腐蝕、FAC效應[2,3]，使結構材料腐蝕脫落形成納米顆粒。……