• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Материал для атомных реакторов стал прочнее


Атомный реактор / ©finobzor.ru / Автор: Sycophanta Duccius

Эти свойства не теряются при нагреве до 700°С. Результаты работы опубликованы в журнале Materials Letters.

Для создания нового поколения атомных реакторов на быстрых нейтронах необходимы новые конструкционные материалы, потому что сталь, которая рассматривается для использования в оболочках тепловыделяющих элементов, становится не способной выдерживать требуемый нагрев в 550-700°С.

Один из новых способов получения более прочных материалов – создание композитов методами большой (интенсивной) пластической деформации, то есть, деформации в особых установках под высоким давлением. В процессе создается материал с существенно более высокой механической прочностью (по сравнению с прочностью каждого из отдельных компонентов).

Но в результате в материале образуется более мелкая, нанокристаллическая структура, которая склонна к росту зерна («комкам», обладающим низкой прочностью) при нагреве. Таким образом, подобные материалы обладают низкой термической стабильностью, и теряют полученную прочность под воздействием высоких температур.

Команда ученых лаборатории «Гибридные наноструктурные материалы» НИТУ «МИСиС» нашла способ одновременно повысить прочность и температурную стабильность композиционного материала. Для этого они использовали один из методов пластической деформации – кручение под высоким давлением, за счет которого создали особую слоистую структуру материала из слоев стали с ванадиевым сплавом посередине.

«Мы создали образец из слоев стали по 0,5 и 0,3 мм, а между ними проложили ванадиевый сплав в 0,2 мм. Таким образом, толщина образца составила 1 мм. При использовании кручения под высоким давлением образец имеет форму диска, который помещается между двумя бойками с плоскими основаниями и сжимается под приложенным давлением в несколько ГПа.

Нижний боек вращается, и силы поверхностного трения заставляют образец деформироваться сдвигом. В результате мы получили тонкую многослойную структуру», – рассказывает руководитель исследования, старший научный сотрудник «Гибридные наноструктурные материалы» НИТУ «МИСиС», кандидат технических наук, Станислав Рогачев.

Оценка полученного образца показала, что после кручения под высоким давлением прочность «сэндвича» выросла в три раза по сравнению с прочностью каждого из отдельных компонентов. Более того, благодаря сформированной слоистой структуре, конечный материал оказался способен выдерживать нагрев до 700°С.

Таким образом, впервые был получен композитный наноструктурный материал-сэндвич с такой высокой термической стабильностью. Подобный материал перспективен для использования в целом ряде высокотехнологичных областей, к примеру, в ранее упомянутой атомной энергетике.

По словам исследователей, они планируют продолжить эксперименты с большой пластической деформацией металлических композитов. В частности, команда будет работать с комбинациями сталь-цирконий, сталь-медь и сталь-алюминий.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/material-dlia-atomnyh-reaktorov-stal-prochnee.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Химики создали «умный» материал, которым можно управлять на расстоянии

Чтобы написать слово «SMART» («умный» по-английски), ученые не притронулись к материалу даже пальцем / © UPNA/NUP-Public University of...

Химики выяснили, что Влад Цепеш Дракула плакал кровавыми слезами

Влад Цепеш Дракула / ©Getty images / Автор: Ptolemocratia Acerronius Влад III Басараб, он же Влад Цепеш, он...

Бутылки или банки: ученые оценили влияние тары на крафтовое пиво

©Tama Leaver, Flickr / Автор: Екатерина Лебедева Помимо воды и этанола, разные сорта пива содержат тысячи соединений, которые...

В Google провели первую квантовую симуляцию химической реакции

Процессор Sycamore, при помощи которого проводились вычисления / Erik Lucero / Автор: Дмитрий Жуков Команда инженеров из Google...

Химики предложили перерабатывать рождественские елки на топливо

«Жизнь» новогодней елки недолга: всего пара недель праздника — и на помойку / © haszon.hu / Автор: Godefridus...

Разработана самоуправляемая лаборатория с ИИ, многократно ускоряющая химические исследования

Наглядная иллюстрация понятия «проклятие размерности» / © Volk A.A., et al., Nature Communications, 2023 / Автор: Telestis Scaevinius...

Ученые впервые наблюдали за поведением электронов во время химических реакций

©Wikipedia / Автор: Андрей Чернов В недавно опубликованной статье журнала Nature исследователи из Университета Падерборн и Института имени...

Цианид мог сыграть ключевую роль в появлении жизни на Земле

Возможно так выглядела наша планета четыре миллиарда лет назад — бледно-оранжевая точка / ©NASA/Goddard Space Flight Center/Francis Reddy...

В лапках жуков обнаружили смазочный материал лучше тефлона

©metrioptera, Bugguide, ISU / Автор: Никита Тарасов Тефлон — одна из самых больших удач современной химии. Благодаря своей...

Химики раскрыли секрет подводного суперклея моллюсков

Биссусная нить (byssal thread) с адгезивными дисками (plaque) / © Tobias Priemel / Автор: Caristania Fabricius Некоторые двустворчатые...

Новый гидрогелевый робот сможет собирать урожай, не повреждая его

Диск из нового гидрогеля может увеличиваться в объеме в 100 раз / © Lili Chen et al. Инженеры...

В средствах женской гигиены нашли вредные вещества

В средствах женской гигиены нашли вредные вещества / ©Getty images / Автор: Дмитрий Жуков Летучие органические соединения (ЛОС)...

Найдена связь сверхпроводимости с таблицей Менделеева

©Wikipedia / Автор: Александр Литвинов Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters. Высокотемпературная сверхпроводимость —...

Химики создали биоразлагаемые нетоксичные блестки

Биоразлагаемые нетоксичные блестки из наноцеллюлозы. / © Benjamin Droguet / Автор: Caristania Fabricius Тысячелетиями люди использовали блестящие пигменты,...

Химики получили новую форму углерода

©Wikipedia / Автор: Regulus Tremerus Подобно «безликим» из популярного сериала «Игра престолов», углерод способен принимать множество разнообразных обличий...

Химики превратили пластиковый мусор в ценное  удобрение

Печальная реальность наших дней — заваленные мусором реки / © David Danelski/UCR / Автор: Cloelia Andronicus За последнее...

Ученые предложили натуральный способ подделать вкус и запах мяса

© Yanyan Zhang et al. / Автор: Godefridus Victorinus Из предыдущих научных работ известно, что мясной вкус и...

Пористые твердые кислоты превратят углекислый газ воздуха в топливо

©Exxentis / Автор: Cloelia Andronicus В последние годы химическая промышленность с все большим интересом присматривается к твердым кислотам....

Химики нашли способ уничтожать «вечные» загрязнители

PFAS используются, в частности, в пенах для пожаротушения /© Adam Thomas, US Navy / Автор: Caristania Fabricius Пер-...

«Алюминий — это новая сталь»: ученые нашли способ сделать металл прочнее

«Алюминий — это новая сталь»: ученые нашли способ сделать металл прочнее / Автор: Cloelia Andronicus Добавив в расплав...