Lösungen und Grenzen thermophysikalischer Messungen an Salz-Systemen

Dr. Dmitry Sergeev, NETZSCH-Gerätebau GmbH

Abhängig von der Zusammensetzung der Salze (z. B. ^Li+, ^Na+, ^K+, ^Mg2+, ^Ca2+//NO3-, ^F-, ^Cl-, ^CO32-, ^SO42- usw.) kan het Temperaturbereich voor verschillende toepassingen sterk variëren - van Raumtemperatur bis hin zu 1500 °C. Voor de juiste interpretatie en modellering van warmtemeters en andere toepassingen zijn betrouwbare en geldige gegevens over thermofysische eigenschappen zoals Dichte, Wärmekapazität en Wärmeleitfähigkeit noodzakelijk. De reologische eigenschappen van Salzschmelzen zijnentscheidend voor de optimalisatie van het ontwerp en de efficiëntie van pompsystemen, omdat ze de Fließverhalten, de Druckverlust en de Energiebedarf in Rohrleitungen en Wärmetauschern direct beïnvloeden. Diese Eigenschaften hängen stark von der Probenvorbereitung und der Wahl des Tiegelmaterials ab. Informatie over de thermische stabiliteit en over de verdampings- en zersetzungsverhalten van salzen is ook van belang voor de interpretatie van experimentele resultaten. Sommige Salzgemische kunnen metastabiele fasen laten zien, die door het temperatuurprofiel of andere parameters van de geräten kunnen worden afgebroken. Om een goede en betrouwbare bestandsindeling van thermodynamische en thermofysische eigenschappen te verkrijgen, is het gebruik van meerdere, uniforme methoden onontbeerlijk.

Die Untersuchung von Salzen ist in vielen Fällen durch die Randbedingungen eingeschränkt, z.B. spielen Faktoren wie Reinheit, Hygroskopizität, Flüchtigkeit, Korrosion und Reaktionen mit Tiegelmaterialien sowie Kriechen und Benetzung der Tiegel eineentscheidende Rolle. Daarom moeten voor elke vorm van Salz de experimentele parameters individueel worden vastgesteld. Die Wahl des Tiegelmaterials und Geometrie hängt von den spezifischen Anforderungen der thermischen Analysemethode ab, um eine zuverlässige Bestimmung thermodynamischer (Wärmekapazität, Enthalpie von Phasenübergängen) und thermophysikalischer (Wärmeleitfähigkeit, thermische Ausdehnung, Viskosität) Eigenschaften zu erzielen. NETZSCH biedt nieuwe Tiegel uit Inconel-600-Legierung, die bestand zijn tegen korrosieve Einflüsse geschmolzener Salze beständig zijn. Nieuwe TMA- en DIL-graphittiegel werden ontwikkeld en met verschillende Salzmischungen getest. Die erhaltenen Ergebnisse zur thermischen Ausdehnung in flüssiger und fester Phase stimmen gut mit Literaturwerten überein. Bovendien toont het in het temperatuurbereik tussen 260 °C en 350 °C een nieuwe geometrie uit nikkel voor viscositätsbestimmung in reometers zuverlässige resultaten bij geschmolzenen salzen met verschillende scherraten tussen 50 en 300 s-¹.