Dispersione di lega rinforzata con ossidi per reattori nucleari

Il dottor Lin Shao, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Nucleare, ha lavorato con scienziati della National

Laboratorio di Los Alamos e Università di Hokkaidosulla creazione di una nuova generazione di leghe ad alte prestazioni rinforzate mediante dispersione di ossido (ODS, ossido dispersione rinforzata leghe). Sono costituiti da una matrice metallica in cui sono disperse piccole particelle di ossido.

Oggi sono alcuni dei metalli più resistenti e raffinati nel campo.

Le leghe ODS sono costituite da una combinazione di metalli conpiccole particelle di ossido di dimensioni nanometriche. Sono noti per la loro elevata resistenza al flusso. Ciò significa che all'aumentare della temperatura, i materiali mantengono la loro forma e non si deformano. Molte leghe con ODS possono resistere a temperature fino a 1.000 ° C. Sono utilizzati nella generazione di energia e nei motori nell'ingegneria aerospaziale.

Il settore della tecnologia nucleare ha un disperato bisogno dimateriali affidabili e durevoli per la fabbricazione dei componenti principali dei reattori. Il materiale deve essere altamente durevole, resistente alle radiazioni e resistente al rigonfiamento dei vuoti. Il fatto è che le cavità si formano nei materiali sotto l'influenza della radiazione di neutroni. Questo porta a danni meccanici.

Quasi tutte le leghe ODS commerciali si basano sufase di ferrite. Le leghe ferritiche, classificate in base alla loro struttura cristallina e alle proprietà metallurgiche, hanno una buona duttilità e un'accettabile resistenza al calore. Tuttavia, la fase di ferrite è la più debole in termini di resistenza al rigonfiamento. Pertanto, la maggior parte delle leghe ODS commerciali non soddisfa la prima linea di difesa.

Gli scienziati studieranno il problema creando un tipo di progettazione dei materiali fondamentalmente nuovo. In essi le particelle di ossido sono immerse nella fase martensitica e non in quella ferritica. Questo riduce al meglio il gonfiore dei vuoti.

Le leghe ODS risultanti sono alcune delle leghe di maggior successo sviluppate in questo campo, sia in termini di resistenza alle alte temperature che di resistenza al rigonfiamento.

Dettagli del progetto completopubblicato nel Journal of Nuclear Materials insieme alle ricerche più recenti. Da allora, il team ha svolto molte ricerche e ha attirato l'attenzione del Dipartimento dell'Energia e dell'Industria Nucleare degli Stati Uniti.

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