我们收到过一些关于使用液态金属或铟合金液（室温下含有铟和镓的液体）以及它们与不锈钢反应的问题。
许多科学家都在积极寻找一种稳定的导热液态材料来替代 NaK。我们关于液态铟/镓金属的数据表 显示，它们对许多金属都有腐蚀性。铟和镓的液态金属（Indalloy 51E）会与不锈钢发生反应吗？
我们的冶金学家鲍勃-贾雷特给出了答案：
简短回答：
镓合金曾作为 NaK 液态金属的替代品在反应堆容器中进行过测试，其性能在 ~600°C 时仍可接受。它们还被用于带有浸入式不锈钢电极的开关中（制动/断开元件通常为钽，以减少电弧损坏）。我认为，在 Indalloy 51E 的应用温度下，不锈钢部件不会出现任何磨损。
长答案：
任何液态金属都会润湿另一个干净的金属表面。在实际的相互作用中，氧气、氮气和碳的薄层往往足以阻止润湿（表面化学和助焊剂科学的发展就是为了克服这些问题）。
镓合金能够在不使用任何助焊剂的情况下分解这种表面层。这使得基底金属和液态合金紧密接触。如果基底金属在镓中有相当的溶解度，它就会溶解。溶解速度受到从固体到液态合金的质量传输的限制。温度、湍流和镓在金属中的溶解度都会影响溶解速度。
如果接触温度足够高，不锈钢元素就会开始溶解到合金中。合金表面的湍流会打破扩散边界层，就像搅拌咖啡中的糖一样。在约 400-600°C 的温度下，不锈钢中的铁、铬和镍与镓基本上互不相溶（难熔元素钽、钨、钼、锆、钛等也是如此）。超过这个温度，不锈钢中的元素就会开始溶解在镓中。
铝与镓同属元素周期组，两者的溶解范围很广--约 20% 的镓可溶于固体铝，而约 1% 的铝在熔点时可溶于镓。当镓合金与铝接触时，基本上没有扩散障碍阻止镓取代固体中的铝，变成铝镓汞合金。
