Dispersion av oxidförstärkt legering för kärnreaktorer

Dr. Lin Shao, professor vid institutionen för kärnteknik, arbetade tillsammans med forskare från National

Laboratorier vid Los Alamos och Hokkaido University arbetar med att skapa en ny generation av högpresterande oxiddispersionsförstärkta legeringar (ODS).De består av en metallmatris med fina oxidpartiklar dispergerade i den.

Idag är de några av de starkaste och finaste tillverkade metallerna i fältet.

ODS-legeringar består av en kombination av metaller medsmå nanostorade oxidpartiklar. De är kända för sin höga strömningsmotstånd. Detta innebär att när temperaturen stiger behåller materialen sin form och deformeras inte. Många legeringar med ODS tål temperaturer upp till 1000 ° C. De används vid kraftgenerering och motorer inom flygteknik.

Sektorn för kärnteknologi är i stort behov avpålitliga och hållbara material för tillverkning av huvudkomponenterna i reaktorerna. Materialet måste vara mycket hållbart, strålningsbeständigt och motståndskraftigt mot hålighet. Faktum är att håligheter bildas i material under påverkan av neutronstrålning. Detta leder till mekaniska skador.

Nästan alla kommersiella ODS-legeringar är baserade påferritfas. Ferritiska legeringar, klassificerade efter deras kristallstruktur och metallurgiska egenskaper, har god duktilitet och acceptabel värmebeständighet. Ferritfasen är emellertid den svagaste när det gäller motståndskraft mot svullnad. Därför uppfyller de flesta kommersiella ODS-legeringar inte den första försvarslinjen.

Forskare har studerat problemet genom att skapa en fundamentalt ny typ av materialdesign: i dem är oxidpartiklar inbäddade i den martensitiska fasen och inte i den ferritiska fasen.Detta är det bästa sättet att minska svullnaden i hålrummen.

De resulterande ODS-legeringarna är några av de mest framgångsrika legeringarna som utvecklats inom detta område, både när det gäller hög temperaturhållfasthet och svällmotstånd.

Detaljer om hela projektetpublicerad i Journal of Nuclear Materials tillsammans med den senaste forskningen. Sedan dess har teamet gjort mycket forskning och fångat uppmärksamheten från US Department of Energy and Nuclear Industry.

Läs mer

Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?

På grund av solen kommer jordens atmosfär att förlora allt gratis syre

Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda