Dispersion d'alliage renforcé d'oxydes pour réacteurs nucléaires

Lin Shao, professeur au Département de génie nucléaire, a collaboré avec des scientifiques de l’Institut national de génie nucléaire.

Les laboratoires de Los Alamos et de l’Université d’Hokkaido travaillent à la création d’une nouvelle génération d’alliages renforcés par dispersion d’oxyde (ODS) haute performance.Ils sont constitués d’une matrice métallique dans laquelle sont dispersées de fines particules d’oxyde.

Aujourd'hui, ils font partie des métaux les plus solides et les plus fins du domaine.

Les alliages ODS sont constitués d'une combinaison de métaux avecpetites particules d'oxyde nanométriques. Ils sont connus pour leur haute résistance à l'écoulement. Cela signifie qu'à mesure que la température augmente, les matériaux conservent leur forme et ne se déforment pas. De nombreux alliages avec ODS peuvent résister à des températures allant jusqu'à 1000 ° C. Ils sont utilisés dans la production d'énergie et les moteurs dans l'ingénierie aérospatiale.

Le secteur de la technologie nucléaire a cruellement besoin dedes matériaux fiables et durables pour la fabrication des principaux composants des réacteurs. Le matériau doit être très durable, résistant aux radiations et résistant au gonflement des vides. Le fait est que les cavités sont formées dans des matériaux sous l'influence du rayonnement neutronique. Cela entraîne des dommages mécaniques.

Presque tous les alliages commerciaux ODS sont basés surphase ferrite. Les alliages ferritiques, classés par leur structure cristalline et leurs propriétés métallurgiques, ont une bonne ductilité et une résistance thermique acceptable. Cependant, la phase ferrite est la plus faible en termes de résistance au gonflement. Par conséquent, la plupart des alliages ODS commerciaux ne répondent pas à la première ligne de défense.

Les scientifiques ont étudié le problème en créant un type de conception de matériau fondamentalement nouveau : dans ceux-ci, les particules d’oxyde sont noyées dans la phase martensitique, et non dans la phase ferritique.C’est le meilleur moyen de réduire le gonflement des vides.

Les alliages ODS qui en résultent font partie des alliages les plus réussis développés dans ce domaine, à la fois en termes de résistance à haute température et de résistance au gonflement.

Détails du projet completpublié dans le Journal of Nuclear Materials avec les recherches les plus récentes. Depuis, l'équipe a effectué de nombreuses recherches et a attiré l'attention du Département américain de l'énergie et de l'industrie nucléaire.

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