Натрий-калиевый сплав

Диаграмма состояния системы калий-натрий[1][2]

NaK — легкоплавкий сплав, состоящий из натрия и калия.

Химически агрессивен, может воспламеняться на воздухе. Эвтектика имеет состав 77,8 % K и 22,2 % Na и остаётся жидкой в диапазоне температур от −12,6 до 785°С.[3] Плотность эвтектики 866 кг/м^3 при 21 °С и 855 кг/м^3 при 100 °С. Сплав остаётся жидким при комнатной температуре при массовой доле калия в сплаве от 40 % до 90 %.

Применение

В качестве теплоносителя ядерных реакторов на быстрых нейтронах. В частности, практически все ядерные реакторы космических аппаратов использовали этот теплоноситель. Также существовали проекты ядерных реактивных двигателей и реакторов с использованием паров сплава.[4] Так как это металлический сплав, обладающий высокой удельной электропроводностью, его перекачивание можно обеспечить с помощью МГД-насоса, не имеющего в своем составе никаких подвижных частей и уплотнений валов.

В мощных электрических машинах в качестве жидкометаллического контакта между стационарной и вращающейся частью токопровода.[5]

Сплав калия и натрия использовался в качестве катализаторов для гидрогенизации; как восстановитель в производстве титана.[6]

Сегодня сплавы NaK находят свое применение в синтезе и функционализации различных материалов.[7]

Получение

Сплав получают взаимодействием расплавленного Na с жидким гидроксидом калия при температурах 400—450 °С или взаимодействием паров Na с жидким хлоридом калия при температурах 850—900 °С.[2]

Также может быть получен простым сплавлением Na и K под слоем минерального масла при температуре >100°С.[7]

См. также

• Сплав Вуда
• Сплав Розе
• Галинстан
• Легкоплавкие сплавы (большой список)

Примечания

1. G.L.C.M. van Rossen, H. van Bleiswijk: Über das Zustandsdiagramm der Kalium-Natriumlegierungen, in: Z. Anorg. Chem., 1912, 74, S. 152—156.
2. Диаграмма состояния системы калий-натрий (K-Na)  (неопр.). Дата обращения: 9 ноября 2015. Архивировано 5 марта 2016 года.
3. Опыты с калий-натриевым сплавом  (неопр.). Дата обращения: 9 ноября 2015. Архивировано 7 августа 2015 года.
4. Газофазные ядерные двигатели для космических аппаратов  (неопр.). Дата обращения: 9 ноября 2015. Архивировано 7 марта 2016 года.
5. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНТАКТНЫХ СРЕД  (неопр.). Дата обращения: 9 ноября 2015. Архивировано 4 марта 2016 года.
6. Справочник химика 21  (неопр.). Дата обращения: 9 ноября 2015. Архивировано 10 марта 2016 года.
7. Sergei S. Leonchuk, Aleksandra S. Falchevskaya, Vitaly Nikolaev, Vladimir V. Vinogradov. NaK alloy: underrated liquid metal (англ.) // Journal of Materials Chemistry A. — 2022-11-08. — Vol. 10, iss. 43. — P. 22955–22976. — ISSN 2050-7496. — doi:10.1039/D2TA06882F.