RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 10, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Октябрь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Термодинамические свойства нитрида циркония в конденсированном состоянии

†  а, ‡  а, §  а, б
а Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская 13/19, Москва, 127412, Российская Федерация
б Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация

Представлены термодинамические свойства нитрида циркония: фазовая диаграмма системы Zr—N, область гомогенности, температура и состав, соответствующие конгруэнтному плавлению ZrNx, энтальпия образования, а также электронная структура и химическая связь в нитриде циркония. Получено уравнение, аппроксимирующее температурную зависимость теплоёмкости кристаллического ZrN в интервале температур 298,15—3970 К. Представлены температурные зависимости теплоёмкости и удельного электросопротивления жидкого нитрида циркония состава 0,9ZrN+0,1ZrO2 (до 4500 К), измеренные методом нагрева импульсом тока микросекундной длительности. Основная практическая значимость этих результатов заключается в том, что ZrN служит инертной матрицей смешанного нитридного топлива (U, Zr)N и (Pu, Zr)N для реакторов на быстрых нейтронах.

Текст pdf (614 Кб)
Ключевые слова: матрицы ядерного топлива, нитрид циркония, фазовая диаграмма, твёрдая фаза, плавление, жидкое состояние, энтальпия образования, энтальпия, удельная теплоёмкость, электрическое сопротивление, измерение температуры, метод нагрева импульсным током
PACS: 05.70.−a, 64.70.D−, 65.40.−b (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.02.039654
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/10/d/
Цитата: Аристова Н М, Онуфриев С В, Савватимский А И "Термодинамические свойства нитрида циркония в конденсированном состоянии" УФН 194 1082–1094 (2024)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 4 октября 2023, доработана: 28 января 2024, 27 февраля 2024

English citation: Aristova N M, Onufriev S V, Savvatimskiy A I “Thermodynamic properties of zirconium nitride in the condensed state” Phys. Usp. 67 (10) (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2024.02.039654

Список литературы (91) ↓ Похожие статьи (20)

  1. US D.O.E. and the Generation IV International Forum. A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems. US-DOE (2002)
  2. Ronchi C et al Proc. of the GLOBAL 2005. No. 391. Tsukuba Japan. October 9-13 (2005)
  3. Rondinella V V et al Proc. of the ANS Winter Conf., Washington DC, USA, Transaction ANS 97, November 11-15, 2007
  4. Ронки К Теплофизика высоких температур 45 609 (2007); Ronki K High Temp. 45 552 (2007)
  5. Рогозкин Б Д, Степеннова Н М, Прошкин А А Атомная энергия 95 (3) 208 (2003); Rogozkin B D, Stepennova N M, Proshkin A A Atom. Energy 95 624 (2003)
  6. Алексеев С В, Зайцев В А Нитридное топливо для ядерной энергетики (М.: Техносфера, 2013)
  7. Merja Pukari "Experimental and theoretical studies of nitride fuel" Doctoral PHD Dissertation (Stockholm, Sweden: KTH Royal Institute of Technology, 2013)
  8. Бондаренко Г Г и др Металлы (6) 59 (2011)
  9. Иванов А С и др Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика ядерных реакторов (2) 106 (2015)
  10. Русинкевич А А и др Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика ядерных реакторов (2) 114 (2015)
  11. Ivanov A S "Corrosion of steel claddings of fast reactors fuel elements in the interaction with uranium-plutonium nitride fuel" Technical Meeting on Structural Materials for Heavy Liquid Metal Cooled Fast Reactors, IAEA Headquarters Vienna, Austria 15-17 October (Vienna: IAEA Headquarters, 2019)
  12. Иванов А С, Русинкевич А А, Русинкевич В А Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика ядерных реакторов (1) 48 (2021)
  13. Arai Y, Morihra M, Ohmichi T J. Nucl. Mater. 202 70 (1993)
  14. Streit M et al J. Nucl. Mater. 319 51 (2003)
  15. Ryu H J et al J. Nucl. Mater. 352 341 (2006)
  16. Domagala R F, McPherson D J, Hansen M J. Metals 8 98 (1956)
  17. Смагина Е И, Куцев В С, Ормонт Б Ф Проблемы физ. химии 2 118 (1959)
  18. Смагина Е И, Куцев В С, Ормонт Б Ф Журн. физ. химии 24 2328 (1960)
  19. Самсонов Г В, Верхоглядова Т С ДАН УССР (1) 48 (1962)
  20. Kaufman L, Bernstein H Computer Calculation of Phase Diagrams with Special Reference to Refractory Metals (New York: Academic Press, 1970)
  21. Toth L E Transition Metal Carbides and Nitrides (New York: Academic Press, 1971)
  22. Storms E K "Phase relationships and electrical properties of refractory carbides and nitrides" Solid State Chemistry Vol. 10 (Ed. L E Roberts) (Baltimore, MD: Univ. Park Press, 1972)
  23. Ероньян М А, Аварбэ Р Г Изв. АН СССР Неорганические материалы 10 2156 (1974)
  24. Kubaschewski O Zirconium: Physico-Chemical Properties of Compounds and Alloys (Atomic Energy Review, Special Issue No. 6) (Vienna: International Atomic Energy Agency, 1976)
  25. Christensen A Norlund, Fregerslev S Acta Chem. Scandinavica A 31 861 (1977)
  26. Moffatt W G The Handbook of Binary Phase Diagrams (Schenectady, NY: Genum Publ. Corp., 1984)
  27. Massalski T B Binary Alloy Phase Diagrams 2nd ed. (Metals Parks, OH: ASM Intern., 1990)
  28. Gribaudo L, Arias D, Abriata J J. Phase Equilibria 15 441 (1994)
  29. Ogava T J. Alloy Comp. 203 221 (1994)
  30. Wang W E, Olander D R J. Alloys Compd. 224 153 (1995)
  31. Pierson H O Handbook of Refractory Carbides and Nitrides. Properties, Characteristics, Processing and Applications (Westwood, NJ: Noyes Publ., 1996)
  32. Ma X et al J. Alloys Compd. 373 194 (2004)
  33. Lengauer W Transition Metal Carbides, Nitrides and Carbonitrides (Weinheiin: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2008)
  34. Harrison R W, Lee W E Adv. Appl. Ceramics 115 (5) 294 (206)
  35. Sridar S, Kumar R, Hari Kumar K C Calphad Comput. Coupling Phase Diagrams Thermochem. 56 102 (2017)
  36. NIST Standard Reference Database 31. The Phase Equilibria DiagramsPC Database, Version 4.5 (2021)
  37. Friederick E, Sittig L Z. Anorg. Allg. Chem. 143 293 (1925)
  38. Agte C, Moers K Z. Anorg. Allg. Chem. 198 233 (1931)
  39. Янчур В П и др Изв. АН СССР Неорганические материалы 5 1012 (1969)
  40. Ероньян М А, Аварбэ Р Г, Никольская Т А Журн. приклад. химии 46 428 (1973)
  41. Ettmayer P, Kieffer R, Hattinger F Metall. 28 1151 (1974)
  42. Ероньян М А, Аварбэ Р Г, Никольская Т А Изв. АН СССР. Неорганические материалы 12 (2) 247 (1976)
  43. Neuman B, Kroger C, Kunz H Z. Anorg. Allg. Chem. 218 379 (1934)
  44. Mah A D, Gellert N L J. Am. Chem. Soc. 78 3261 (1956)
  45. Humphrey G L J. Am. Chem. Soc. 76 978 (1954)
  46. Hoch M, Dingledy D P, Johnston H L J. Am. Chem. Soc. 77 304 (1955)
  47. Апин А Я, Лебедев Ю А, Нефедова О И Журн. физ. химии 32 819 (1958)
  48. Смагина Е И, Куцев В С, Ормонт Б Ф ДАН СССР 115 (2) 354 (1957)
  49. Гальбрайх Э И и др Порошковая металлургия (9) 62 (1970)
  50. Корнилов А Н, Ушакова И М, Скуратов С М Журн. физ. химии 41 (1) 200 (1967)
  51. Mulokozi A M J. Less Common Met. 79 139 (1981)
  52. Самсонов Г В Нитриды 1 (Киев: Наукова думка, 1969)
  53. Гельд П ВТот Л Карбиды и нитриды переходных металлов (М.: Мир, 1974)
  54. Литвиненко В Ф и др Электронное строение и физико-химические свойства сплавов и соединений на основе переходных металлов (Отв. ред. Г В Самсонов) (Киев: Наукова думка, 1976) с. 168
  55. Болгар А С, Литвиненко В Ф, Тимофеева И ИДутчак Я И (Отв. ред.) Конфигурационные представления электронного строения в физическом материаловедении (Киев: Наукова думка, 1977) с. 116
  56. Болгар А С, Литвиненко В Ф Термодинамические свойства нитридов (Киев: Наукова думка, 1980) с. 281
  57. Fernández Guillermet A, Hüglund J, Grimvall G Phys. Rev. B 45 11557 (1992)
  58. Balasubramanian K, Khare S V, Gall D Acta Mater. 152 175 (2018)
  59. Lovchinov V A et al Phys. Scr. 27 (3) 207 (1983)
  60. Konuma M, Matsumoto O J. Less Common Met. 56 129 (1977)
  61. Weixue L et al J. Phys. Chem. Lett. 12 1985 (2021)
  62. Todd S S J. Am. Chem. Soc. 72 2914 (1950)
  63. CoughlJ P, King E G J. Am. Chem. Soc. 72 2262 (1950)
  64. Ciriello A et al J. Alloys Compd. 473 265 (2009)
  65. Neel D S, Oglesby S, Pears C D WADD Technical Documentary Report No. 60-924 (Birmingham, AL: Southen Research Institute, 1962) p. 89
  66. Hedge J C et al "Thermal properties of refractory alloys" US Air Force Report ASD-TDR 63-597, 1-128 (1963)
  67. Болгар А С и др Порошковая металлургия (11) 48 (1976)
  68. Adachi J et al J. Alloys Compd. 399 242 (2005)
  69. Basini V et al J. Nucl. Mater. 344 186 (2005)
  70. Ciriello A et al J. Nucl. Mater. 371 129 (2007)
  71. Когель С П и др Неорганические материалы 19 1665 (1983)
  72. Kelley K K U.S. Bur. Mines Bull. 58 4 (1960)
  73. Schick H L Thermodynamics of Certain Refractory Compounds (New York: Academic Press, 1966)
  74. Chase M W "NIST-JANAF thermochemical tables, fourth edition, Pt. I, II" J. Phys. Chem. Ref. Data. Monograph 9 (1998)
  75. Онуфриев С В и др Теплофизика высоких температур 53 478 (2015); Onufriev S V et al High Temp. 53 455 (2015)
  76. Савватимский А И, Онуфриев С В Ядерная физика и инжиниринг 6 (11-12) 622 (2015); Savvatimskiy A I, Onufriev S V Phys. Atom. Nucl. 79 1637 (2016)
  77. Onufriev S V, Savvatimskiy A I, Muboyadzhyan S A Mater. Res. Express 6 125554 (2019)
  78. Онуфриев С В Изв. РАН. Сер. физ. 82 430 (2018); Onufriev S V Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 82 372 (2018)
  79. Онуфриев С В, Савватимский А И Теплофизика высоких температур 56 704 (2018); Onufriev S V, Savvatimskiy A I High Temp. 56 678 (2018)
  80. Григорьев И С, Мейлихов Е З (Ред.) Физические величины. Справочник (М.: Энергоатомиздат, 1991); Пер. на англ. яз., Grigoriev I S, Meilikhov E Z (Eds) Handbook of Physical Quantities (Boca Raton, FL: CRC Press, 1997)
  81. Савватимский А И, Коробенко В Н Высокотемпературные свойства металлов атомной энергетики (цирконий, гафний и железо при плавлении и в жидком состоянии) (М.: Изд. Дом МЭИ, 2012)
  82. Савватимский А И, Онуфриев С В УФН 190 1085 (2020); Savvatimskiy A I, Onufriev S V Phys. Usp. 63 1015 (2020)
  83. Савватимский А И, Онуфриев С В, Аристова Н М УФН 192 642 (2022); Savvatimsky A I, Onufriev S V, Aristova N M Phys. Usp. 65 597 (2022)
  84. Петрова И И и др Теплофизика высоких температур 10 1007 (1972)
  85. Астапов А Н и др Теплофизика высоких температур 59 248 (2021); Astapov A N et al High Temp. 59 221 (2021)
  86. Mohamed Sheik Sirajuddeena M, Shameem Banu I B AIP Adv. 4 057121 (2014)
  87. Yu S et al RSC Adv. 7 4697 (2017)
  88. Ijaz S et al Opt. Express 29 31537 (2021)
  89. Liu H et al Chem. Sci. 14 9000 (2023)
  90. Liao Z-W et al Phys. Rev. B 108 014501 (2023)
  91. Carvalho P et al J. Appl. Phys. 103 104907 (2008)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение