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The Solubility of Nickel in Sodium Calculated from Corrosion Tests in Flowing Liquid Metal

  • Hans Ulrich Borgstedt
Veröffentlicht/Copyright: 27. Dezember 2021
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Abstract

The solubility of nickel in liquid sodium in the temperature range 773 to 873 K was calculated from corrosion results which were obtained in dynamic non-isothermal corrosion loops. The flow conditions at the nickel specimens were turbulent, and the flowing sodium was of very high purity. The saturation concentrations of Ni and Fe in Na were deduced from the corrosion results using a hydraulic model which relates the corrosion rates to the saturation concentrations of the solid metal in the liquid phase. The calculations resulted in solubilities of Ni in the range of 2.8 · 10−6 < csat < 7.6 · 10−5 mol % in the temperature range. The solubility of iron in sodium and its temperature gradient was found to be much lower. The free energy of solution of nickel in sodium, ΔHsol = – 185 kJ · mol−1, is higher in this work than in the literature.

Abstract

Die Löslichkeit von Nickel in flüssigem Natrium im Temperaturbereich 773 bis 873 K wurde aus Ergebnissen von Korrosionsversuchen, die in einem dynamischen, nichtisothermen Korrosionskreislauf erhalten wurden, berechnet. Die Strömungsbedingungen an den Nickelproben waren turbulent, und das strömende Natrium war von hoher Reinheit. Die Sӓttigungskonzentrationen von Ni in Na wurden von den Korrosionsergebnissen abgeleitet unter Benutzung eines hydraulischen Modells, das Korrosionsgeschwindigkeiten zu Sӓttigungskonzentrationen des festen Metalls in der flüssigen Phase in Beziehung setzt. Die Rechnungen ergaben im angegebenen Temperaturbereich Löslichkeiten von Ni von 2.8 · 10−6 < csat < 7.6 ··10−5 mol %. Die Löslichkeit von Eisen in Natrium und ihr Temperaturkoeffizient wurden viel niedriger gefunden. Die freie Lösungsenergie des Nickels in Natrium, ΔHsol = –185 kJ · mol−1, ist in dieser Arbeit höher als in der Literatur.


Hans Ulrich Borgstedt Forschungszentrum Karlsruhe Institut für Materialforschung III P.O. Box 3640 D-76021 Karlsruhe, Germany

  1. The author gratefully acknowledges the helpful discussions with Dr. C. Guminski, University of Warsaw, on the diffusion phenomena in liquid metals and the encouragement through the IUPAC Commission V8 in the work of compiling the solubility of metals in liquid metals. The experiments were performed with the aid of Mrs. Z. Voss and Mr. G. Frees, Forschungszentrum Karlsruhe, to whom sincere thanks are expressed.

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Received: 1997-05-20
Published Online: 2021-12-27

© 1998 Carl Hanser Verlag, München

Heruntergeladen am 16.10.2025 von https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.3139/ijmr-1998-0036/html?lang=de
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