การกระจายตัวของโลหะผสมเสริมออกไซด์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ดร. Lin Shao ศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมนิวเคลียร์ ทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์จากระดับชาติ

ห้องปฏิบัติการ Los Alamos และมหาวิทยาลัยฮอกไกโดเกี่ยวกับการสร้างโลหะผสมประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ที่เสริมความแข็งแกร่งด้วยการกระจายตัวของออกไซด์ (ODS, โลหะผสมเสริมการกระจายตัวของออกไซด์) ประกอบด้วยเมทริกซ์โลหะที่มีอนุภาคออกไซด์ขนาดเล็กกระจัดกระจายอยู่ในนั้น

วันนี้พวกเขาเป็นโลหะที่แข็งแกร่งและสร้างขึ้นอย่างดีที่สุดในสาขานี้

โลหะผสม ODS ประกอบด้วยโลหะผสมกับอนุภาคออกไซด์นาโนขนาดเล็ก พวกเขาเป็นที่รู้จักในด้านความต้านทานต่อการไหลสูง ซึ่งหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นวัสดุจะคงรูปร่างและไม่เสียรูปทรง โลหะผสมหลายชนิดที่มี ODS สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 1,000 ° C ใช้ในการผลิตไฟฟ้าและเครื่องยนต์ในวิศวกรรมการบินและอวกาศ

ภาคเทคโนโลยีนิวเคลียร์กำลังตกอยู่ในความต้องการอย่างมากวัสดุที่เชื่อถือได้และทนทานสำหรับการผลิตส่วนประกอบหลักของเครื่องปฏิกรณ์ วัสดุต้องมีความทนทานสูงทนต่อรังสีและทนต่อการบวมเป็นโมฆะ ความจริงก็คือฟันผุเกิดขึ้นในวัสดุภายใต้อิทธิพลของรังสีนิวตรอน สิ่งนี้นำไปสู่ความเสียหายทางกล

โลหะผสม ODS เชิงพาณิชย์เกือบทั้งหมดมีพื้นฐานมาจากเฟสเฟอร์ไรต์ โลหะผสมเฟอร์ริติกซึ่งจำแนกตามโครงสร้างผลึกและคุณสมบัติทางโลหะวิทยามีความเหนียวที่ดีและทนต่อความร้อนได้ อย่างไรก็ตามเฟสเฟอร์ไรต์อ่อนแอที่สุดในแง่ของความต้านทานต่อการบวม ดังนั้นโลหะผสม ODS เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จึงไม่เป็นไปตามแนวป้องกันแรก

นักวิทยาศาสตร์จะศึกษาปัญหาโดยการสร้างการออกแบบวัสดุรูปแบบใหม่โดยพื้นฐาน ในนั้นอนุภาคออกไซด์จะถูกฝังอยู่ในเฟสมาร์เทนซิติกและไม่ได้อยู่ในเฟสเฟอร์ริติก วิธีนี้จะช่วยลดอาการบวมของช่องว่างได้ดีที่สุด

โลหะผสม ODS ที่เกิดขึ้นเป็นโลหะผสมที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดที่พัฒนาขึ้นในสาขานี้ทั้งในแง่ของความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงและความต้านทานการบวม

รายละเอียดของโครงการที่สมบูรณ์ตีพิมพ์ใน Journal of Nuclear Materials พร้อมกับงานวิจัยล่าสุด ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาทีมงานได้ทำการวิจัยมากมายและได้รับความสนใจจากกระทรวงพลังงานและอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ

อ่านเพิ่มเติม

นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?

เนื่องจากดวงอาทิตย์ชั้นบรรยากาศของโลกจะสูญเสียออกซิเจนฟรีทั้งหมด

การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด