铅铋合金

摘要： 316H钢具有较好的高温力学性能和耐腐蚀性能,是铅铋快堆主要候选结构材料。Si元素的加入会提升材料在铅铋中的耐蚀性,同时也会对组织产生影响。通过向316H钢中加入不同含量的Si元素,采用OM、SEM、XRD进行组织分析,对不同Si含量试验钢在550°C氧控的铅铋环境下进行动态腐蚀性能研究。结果表明,Si元素可有效提升316H钢的耐铅铋腐蚀性能,加入质量分数为2.0%的Si元素可使得氧化层厚度由450μm减少至30μm;加入质量分数为4.5%的Si元素使组织中铁素体含量升高,同时晶界出现大量碳化物,降低材料的耐腐蚀性能。不同Si含量的316H钢氧化层结构差异较大,内层出现的含SiO;氧化薄膜可阻碍元素通过,从而提高材料的耐铅铋腐蚀性能。

摘要： 本文探索了使用硝酸法处理锑白生产过程中产生的铅铋合金。结果表明,采用硝酸法湿法工艺处理铅铋合金,控制硝酸浓度25%、反应温度90°C、反应时间控制在2小时及控制液固比在5:1,铅铋合金中铋和铅得到有效浸出,锑得到富集在硝酸浸出渣中。然后通过加入铅含量1.1倍的硫酸钠和调节pH为2.0,实现了浸出液中铅和铋的分别回收。

摘要： 铅冷快堆和超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环因其高的热效率、紧凑式设计被认为是最具前景的发电系统之一。液态铅铋合金(Pb/Bi)和S-CO_(2)在中间换热器耦合换热,然而2种流体的湍流输运特性与耦合传热行为相较于常规流体差异巨大,常规湍流模型无法准确预测其耦合换热性能。为获得两者间耦合传热的准确预测模型、掌握耦合传热规律,首先针对管内液态Pb/Bi和S-CO_(2)的湍流普朗特数(Prt)模型的适用性进行了比较分析,发现冷、热侧分别选择Tang、Cheng和Tak提出的Prt模型可获得准确结果;对两者的耦合换热模型进行了深入分析与校验,模拟结果与实验数据吻合良好;全面探讨了雷诺数、工质温度对2种特殊流体耦合传热能力的影响,发现套管式换热器热阻主要存在于S-CO_(2)侧,提升S-CO_(2)侧参数可以迅速提高传热性能,且当S-CO_(2)工质温度处于拟临界区时换热器的换热能力将大幅增强。

摘要： ADS和铅铋快堆被认为是未来能源可持续发展的重要路径。固体氧化物对系统造成污染,对铁基结构材料的腐蚀速率有较大影响,因此,氧元素对铅铋合金具有潜在的威胁。为了控制腐蚀速率,必须将氧的浓度调整在合适的范围内。铅铋氧控研究就是基于此需求。目前在中国国内和国际上铅铋氧控研究主要集中在气相氧控和固相氧控。

摘要： 铋(Bi)和铅(Pb)都是重元素,有很强的自旋-轨道耦合作用,由于原子半径接近,可形成丰富的原子取代合金结构.尽管对高温合金相有了较深入的研究,但对其低温物相的结构和超导物性的认识还很不全面.本文采用低温共沉积和低温退火的方法,在Si(111)-(7×7)衬底上制备了一种基于Bi(110)单晶结构中部分Bi原子被Pb取代的铅铋合金低温相超薄膜新结构,利用扫描隧道显微术(STM)对其结构和电子学性质进行了表征.通过结构表征,确定了合金薄膜表面呈现√2×√2R45°重构的PbBi_(3)合金相,其母体Bi(110)结构中25%的Bi原子被Pb取代了.通过STM谱学测量,发现合金相PbBi_(3)为超导相.变温实验表明,PbBi_(3)相的超导转变温度为6.13 K.在外加垂直磁场下出现的磁通涡旋结构表明PbBi_(3)薄膜是第Ⅱ类超导体,估算出上临界磁场的下限为0.92 T.测量了由Bi(110)-PbBi_(3)组成的共面型和台阶型正常金属-超导体异质结中的邻近效应,并研究了外加磁场对超导穿透深度影响.采用超导针尖与PbBi_(3)衬底形成超导-真空-超导隧道结,在超导能隙中观察到零偏压电导峰,进一步证实了PbBi_(3)的超导转变温度.

摘要： 铅基快堆由于其长换料周期、高固有安全性、高功率密度等特点在军事、民用领域具有巨大的应用潜力。文章从铅铋合金相图、合金密度和体积变化、固态力学性能三个方面阐述了铅铋合金组织及性能的研究进展。文献显示,合金中Pb、Bi元素配比,主要溶解元素Fe、Cr、Ni,外加元素(Cd、杂质)对LBE抗拉强度、体积变化等产生不同程度影响;凝固冷速影响样品微观组织以及达到最大膨胀量的时间;时效和应变速率影响合金的屈服强度,并提出了铅铋合金需要进一步研究的主要内容。

摘要： 近日,中科院合肥研究院核能安全所姜志忠课题组在小型铅基堆材料腐蚀行为与机理研究方面取得新进展,该研究成果已发表在国际腐蚀领域知名期刊Corrosion Science上。小型核反应堆具有功率稳定、安全可靠、结构紧凑等优点,在海洋动力、区域供电、海水淡化等领域具有很好的应用前景。以液态铅铋合金作为主冷却剂的铅冷快堆在小型化方面具有独特的优势:堆芯紧凑、核热传输效率高、辅助系统简单。但是由于Fe、Cr和Ni等金属元素在高温铅铋合金中具有较高的溶解度,钢铁材料可能发生均匀的氧化腐蚀或溶解腐蚀,同时局部区域也可能出现铅铋渗透和点蚀现象。点蚀是破坏性和隐匿性最大的腐蚀形态之一,会严重影响小型铅冷快堆的长期安全服役。

摘要： 作为第四代核能系统国际论坛技术路线反应堆之一,小型铅铋冷却剂块堆可为城市供热、紧急情况下移动供电、工业区热源等提供一种可靠经济的选择,因此近年来发展迅速。这种小型反应堆的冷却剂为铅铋合金,高温液态铅铋合金具有熔点低、沸点高、导热性能好、化学活性低等优良的物理与化学性能,是良好的快中子反应堆冷却剂材料,具有较高的安全性。然而液态铅铋对结构材料的腐蚀问题是制约铅铋冷却反应堆发展的关键因素之一,其中氧含量的控制是解决材料腐蚀的核心。为此设计一种适合于测量高温液态铅铋合金氧含量的探头,以便为小型铅铋块堆发展提供解决氧控的方案。

摘要： 铅铋堆内冷却剂的自然循环对于反应堆的正常运行以及事故工况下的堆芯热量导出均至关重要,相关热工水力分析工作对于支持设计及安审均有重要意义。通过对铅铋堆内一回路系统内主要部件,包括堆芯、热交换器、管道等建立热工水力物理模型,开发了适用于铅铋自然循环瞬态过程模拟的热工水力分析程序,并利用铅铋自然循环回路内开展的自然循环启动实验、功率台阶影响实验等的结果进行了程序的初步验证。结果表明,程序计算得到的结果与实验结果符合较好,能够较好模拟铅铋自然循环的瞬态过程。该程序可以为铅铋堆研发过程中自然循环热工水力分析工作提供支持。

摘要： 国产CN-1515不锈钢因其良好的抗辐照肿胀能力和高温力学性能成为铅铋快堆燃料包壳的主要候选材料.在铅铋冷快堆中,由于液态铅铋合金对金属材料具有强烈的腐蚀性,会影响到反应堆的安全稳定运行,因此,铅铋冷快堆中结构材料应用还需充分考虑耐液态铅铋腐蚀性能.本文以国产CN-1515奥氏体不锈钢为研究对象,在自行研发的控氧静态铅铋腐蚀实验装置上,开展了高温铅铋腐蚀实验.实验温度分别为450、500、550、600°C,实验时间分别为1 000、3 000、6 000 h,液态铅铋合金中氧含量控制在10-6％～10-7％之间.实验结果表明,低温(T≤450°C)下,CN-1515不锈钢表面会生成一层保护性氧化膜,但随着腐蚀时间的增加,氧化膜会逐渐疏松而失去其保护作用;然而温度大于500°C时,不锈钢发生严重的Ni元素溶解腐蚀,腐蚀深度随温度的升高和时间的延长而增加.

摘要： 本文基于欧洲最新的无窗散裂靶几何结构，对铅铋合金的液体及蒸汽两相含气蚀相变的流动过程进行数值模拟和理论分析。采用k-ε湍流模型和VOF 界面捕获算法模拟了水-空气靶的两相流动，并与同靶型实验结果进行了比较，两者吻合较好。通过计算不同出口压强的相界面形状，获得由于低压带来的气蚀相变及对最终界面形状的影响，结果还表明20000~28000 Pa 左右的出口压强可维持两个相界面，流动较稳定。运用伯努利方程理论推导出碰撞点上方回流区高度的解析表达式，并与计算结果进行比较，符合较好。上述物理结果对设计我国加速器驱动次临界堆无窗散裂靶具有一定参考价值。

摘要： 本文介绍一种新工艺,提出了用湿法分离处理铅铋合金方法,探索出了可行的处理工艺技术条件,并在小的工艺试验基础上进行了扩大工艺试验.

摘要： 本文对铅铋合金腐蚀行为进行了研究。文章采用99.99％的纯铅为母合金，使用扫描电镜对合金样品进行了微观组织形态分析，通过恒流阳极腐蚀失重实验，考察了实验合金的相对腐蚀速度，并使用扫面电镜和X射线衍射对腐蚀产物进行了分析。

摘要： 液态铅铋合金因其具有独特的中子学性能、传热能力及安全特性成为世界上第四代先进核能反应堆加速器驱动的次临界系统(ADS)的主选冷却剂之一.本文基于KYLIN-Ⅱ液态铅铋自然循环回路结构设计,开展不同加热功率下自然循环能力的数值模拟和理论计算.结果显示数值模拟与理论计算和实验结果吻合较好,可用于铅铋自然循环分析.本工作对中国第四代先进铅基反应堆非能动安全设计和运行具有重要意义.

摘要： 本文对小型加速器驱动的实验次临界装置(ADS)PDS-XADS散裂靶进行了热工水力分析。本文分析的xADs型实验堆基于欧洲PDs xADs实验项目的设计，使用铅铋合金(LBE)作为冷却剂。散裂靶是Ads装置的核心部件之一，用以确保反应堆功率维持在指定水平。本文利用计算流体力学软件ANSYS CFX 11.0，对散裂靶的下部区域进行了详尽的热工水力分析。分析采用稳态计算，剪切应力输运湍流模型(SST)，在壁面边界条件处采用自动壁面函数法，针对不同的散裂靶设计进行了详细的计算流体力学(CFD)分析，最后，根据散裂靶设计限值来选择最优设计方案。

摘要： 使用线性电位扫描,计时电位和计时电流法对H2SO4溶液中铅铋电极上PbO2的生长影响进行了研究.结果表明,铋的添加对PbO2的生成起促进作用,生成PbO2后恒电流放电的放电平台所对应的电位也有所提高,并且铋的添加对氧气的析出有促进作用.

摘要： 铋是一种有争议的元素,其对电池性能的影响引起人们极大的兴趣.人们对铋对电池性能的影响做了大量的工作,但所得结论具有很大的争议性.本文对铅铋合金钝化行为的作详细的研究.

摘要： 本工作主要采用循环伏安汉(CV)、交流伏安法(ACV)和线性电位扫描法(LSV)研究含不同In或Bi合金在硫酸溶液中生长阳极PbO膜的电化学性质,并与纯Pb进行了比较.

摘要： 本工作主要采用循环伏安汉(CV)、交流伏安法(ACV)和线性电位扫描法(LSV)研究含不同In或Bi合金在硫酸溶液中生长阳极PbO膜的电化学性质,并与纯Pb进行了比较.

摘要： 本工作主要采用循环伏安汉(CV)、交流伏安法(ACV)和线性电位扫描法(LSV)研究含不同In或Bi合金在硫酸溶液中生长阳极PbO膜的电化学性质,并与纯Pb进行了比较.

摘要： 本发明公开了一种高铋铅合金分离铅、铋的工艺，该工艺以高铋铅阳极泥浇铸而成的合金作为阳极，将其装入阳极袋中在盐酸‑氯盐体系进行脉冲氯化电解。电解时阳极不溶物脱落入阳极袋中形成阳极泥，而铅则以铅‑氯配合物的形式溶入溶液，铋则以粗铋粉的形式在阴极析出。电解后分别得到阳极泥、氯化铅配合物溶液及粗铋粉。氯化铅溶液降温结晶得到氯化铅，结晶母液返回配制电解液。粗铋粉采用甲磺酸进行氧化浸出，分别得到浸出液及富集了锑、银的浸出渣。浸出液置换净化后脉冲电积得到电铋，电积后液返回粗铋粉的浸出。该工艺可以对高铋铅合金中的铅、铋进行分类提取，银得到富集，实现了工艺流程的闭路循环，具有工艺流程简单、有价元素回收率高、清洁环保的优点。

摘要： 本发明公开了一种高铋铅合金分离铅、铋的工艺，该工艺以高铋铅阳极泥浇铸而成的合金作为阳极，将其装入阳极袋中在盐酸‑氯盐体系进行脉冲氯化电解。电解时阳极不溶物脱落入阳极袋中形成阳极泥，而铅则以铅‑氯配合物的形式溶入溶液，铋则以粗铋粉的形式在阴极析出。电解后分别得到阳极泥、氯化铅配合物溶液及粗铋粉。氯化铅溶液降温结晶得到氯化铅，结晶母液返回配制电解液。粗铋粉采用甲磺酸进行氧化浸出，分别得到浸出液及富集了锑、银的浸出渣。浸出液置换净化后脉冲电积得到电铋，电积后液返回粗铋粉的浸出。该工艺可以对高铋铅合金中的铅、铋进行分类提取，银得到富集，实现了工艺流程的闭路循环，具有工艺流程简单、有价元素回收率高、清洁环保的优点。

摘要： 本发明属于金属腐蚀防护领域，具体为一种提高铅基堆用高性能紧固件耐液态铅铋腐蚀性能的合金化方法。按重量百分比计，C：0.03～0.15％；Si：1.0～4.0％；Mn：0～2.0％；S：0～0.005％；P：0～0.01％；Cr：12.0～18.0％；Ni：7.0～15.0％；Cu：0～2.0％；Nb：8×100C～1.0％；O：0～0.003％；N：0～0.03％；Fe余量。在上述化学成分基础上加入抗氧化能力强的Si、Mo、W、Nb中的一种或几种元素，在材料表面形成氧化物屏障，阻碍液态铅铋的进入。本发明可以突破现有紧固件用奥氏体不锈钢材料不具备耐液态铅铋腐蚀性能的技术壁垒，实现并提高铅基堆用紧固件的耐液态铅铋腐蚀性能。

摘要： 本发明公开了一种从铅铋合金中分离提纯铋的工艺，该工艺是采用真空蒸馏炉系统对铅铋合金连续进行真空蒸馏分离提纯铋，所述的真空蒸馏炉系统包括熔化炉、虹吸槽和真空蒸馏炉；先将铅铋合金连续送入熔化炉炉体中进行熔化，再送入真空蒸馏炉中进行真空蒸馏分离提纯铋，分离得到的铋纯度达到99.9％以上，且生产的铅合金中无铋残留，实现了铅铋合金中的铋的连续分离；该工艺成本低、能耗低、环保，满足工业生产要求。

摘要： 本发明提供了一种铅铋合金分离回收铅和铋的方法，包括以下步骤：A)将铅铋合金加热熔融，再氧化制粉，得到氧化铅和氧化铋的混合物；B)将所述混合物进行硝酸浸出，反应后得到反应溶液；C)将所述反应溶液进行固液分离，得到次硝酸铋和硝酸铅溶液，将所述硝酸铅溶液蒸发结晶，得到的浆料进行固液分离，得到硝酸铅晶体。本申请提供的方法实现了火法工艺和湿法工艺的结合，相比单一的传统火法与湿法工艺，本发明采用的方法具有物料周转快、对环境友好和铅铋收率高的优点。

摘要： 一种铅铋合金中铅与铋的去除方法及其镉的测量方法，铅铋合金中铅与铋的去除方法包括：溶解步骤、铋离子去除步骤以及铅离子去除步骤。铅铋合金中镉的测量方法，包括：测量溶液的获取步骤：获取铋与铅离子去除溶液做为测量溶液；测量步骤：检测测量溶液中镉的含量。由于去除铅以及铋的效率高、镉的损失率低，可以有效消除铅、铋对镉测量结果的严重干扰，从而可以保证镉测量结果的准确性。这种铅铋合金中铅与铋的去除方法操作简单快速，铅铋合金中镉的测量方法分析灵敏度高、时间短，应用前景广，如铅铋合金冶炼技术原材料和产品中镉的测量、铅铋堆冷却剂中镉的测量和铅蓄电池原料镉的测量等方面，满足科研和生产中对铅铋合金质量控制要求。

摘要： 本发明涉及一种锡铅铋合金电镀溶液中铋、铅离子含量的测定方法。该方法通过在0.4mol/L～1.2mol/L硝酸介质中，铋与硫脲生成可溶性黄色络合物，用酒石酸消除铅的干扰，抗坏血酸消除三价铁离子的干扰，采用分光光度法测定电镀溶液中铋的含量；在酸性溶液中，双氧水将Sn2+氧化为Sn4+，加入过量EDTA-2Na络合铋、铅等，用氟化铵掩蔽锡，加入六次甲基四胺溶液调节溶液的pH值到5～6，用二甲酚橙作指示剂，锌标准滴定溶液返滴定，根据EDTA-2Na和锌标准滴定溶液的量计算电镀溶液中铅含量，在计算时扣除铋干扰铅的测定；该测定方法更简单、检测过程更方便、快捷、环保，费用成本更低，检测结果更准确。

摘要： 本发明公开了一种耐高温液态铅/铅铋合金腐蚀的高熵合金涂层及其制备方法。该高熵合金涂层为沉积于基体表面的AlCrFeMoNb高熵合金，其中，Al、Cr、Fe、Mo、Nb在高熵合金中所占原子百分比为：Al 4～18％，Cr18～25％，Fe18～25％，Mo18～25％，Nb18～25％。通过采用磁控溅射技术制备得到该高熵合金涂层。该高熵合金涂层为AlCrFeMoNb高熵合金涂层体系具备优异的耐腐蚀效果，能有效提高堆结构材料的使用寿命和增强反应堆运行安全性；制备工艺简单、成本低且重复性好，适于大规模工业化生产。

摘要： 本发明公开了一种从铅铋合金中分离提纯铋的工艺，该工艺是采用真空蒸馏炉系统对铅铋合金连续进行真空蒸馏分离提纯铋，所述的真空蒸馏炉系统包括熔化炉、虹吸槽和真空蒸馏炉；先将铅铋合金连续送入熔化炉炉体中进行熔化，再送入真空蒸馏炉中进行真空蒸馏分离提纯铋，分离得到的铋纯度达到99.9％以上，且生产的铅合金中无铋残留，实现了铅铋合金中的铋的连续分离；该工艺成本低、能耗低、环保，满足工业生产要求。

摘要： 本发明提供了一种铅水反应中铅铋合金凝固过程的模拟方法及装置，涉及核反应堆技术领域，包括：对预设流体计算模型、预设湍流模型及凝固传热模型进行耦合，以建立铅铋合金凝固的仿真环境；获取铅水反应的初始工况，在仿真环境下基于初始工况对所述铅铋合金的凝固变相传热过程进行仿真模拟，得到高速入射水流注入预设时间内铅水反应区域分布信息。本发明能够实现对铅水反应中铅铋合金凝固过程的复合仿真，提升了铅水反应中铅铋合金凝固仿真模拟的可靠性。