• 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

Нобелевскую премию по химии — 2021 получили ученые из Германии и США

Лист и Макмиллан / © Reuters / Автор: Milonia Larcius Нобелевский комитет Королевской академии наук в Стокгольме сообщил,...

Создан «самый черный» материал на сегодняшний день

©Wikipedia / Автор: Sycophanta Duccius Предыдущий рекорд принадлежал материалу под названием vantablack. Он состоит из вертикально выровненных углеродных...

Разработан простой процесс получения экологичного дезинфектанта из воды

Схема установки, предложенной учеными / © Murray, Voskian, Surendranath et al., Joule, 2019 / Автор: Ольга Кузьмина Пероксид...

В древнем кувшине Кипра нашли следы опиоидов

©Wikipedia / Автор: Иван Беляев Исследователи из Йоркского университета (Великобритания) провели химический анализ древнего кувшина и получили первые...

Химики превратили пластиковый мусор в ценное  удобрение

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

Астероиды и водород могли создать на Марсе благоприятные для жизни условия

©Wikipedia / Автор: Ptolemocratia Acerronius Новое исследование показало, что удары астероидов по древнему Марсу могли произвести ключевые ингредиенты...

«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...

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...

Наркоманов стало возможно выявить по отпечатку пальца

Наркоманов стало возможно выявить по отпечатку пальца / Автор: Pinaria Caprarius Команда ученых из Университета Суррея подробно описала,...

Прозрачная древесина сможет стать экологически чистой заменой полиэтилена

Уже сейчас прозрачная древесина может заменить некоторые виды пластика, используемые, например, для упаковки продуктов / © Anish M....

Мини-завод по полунепрерывному литью металла запустили в СФУ

Мини-завод по полунепрерывному литью металла запустили в СФУ / Автор: Sycophanta Duccius Для молодых ученых и аспирантов это...

В Ратгерском университете разработали катализаторы, способные превращать углекислый газ в пластмассу

©Wikipedia / Автор: Caristania Fabricius Два продукта, созданные исследователями, — метилглиоксаль (C3) и 2,3-фурандиол (C4) — могут использоваться...

В хрящах взрослых людей нашли признаки регенерации

Американские исследователи обнаружили следы обновления ткани в суставах ног у человека…Они измерили возраст внеклеточных белков в суставных хрящах...

Сквашивание молока помогло объяснить аномальное появление золотоносных жил

Макрофотография золотой жилы в породе из рудника Brucejack / ©McLeish et al., PNAS, 2021, https://doi.org/10.1073/pnas.2100689118 / Автор: Lampronia...

Ученые впервые заставили микробы синтезировать аминокислоту с помощью электричества

В небольших лабораторных биореакторах ученые смогли отследить электросинтез бактерий / ©Ronja Münch / Leibniz-HKI / Автор: Godefridus Victorinus...

Кофейная гуща сделала бетон на 30% прочнее

Отработанная кофейная гуща / © Flickr / Автор: Lampronia Auxilius Кофе — самый популярный безалкогольный напиток в большинстве...

Пыль в воздухе на востоке Москвы оказалась мельче и опаснее, чем на западе

Перово — один из районов Москвы, рассмотренный в исследовании / © mapia.net / Автор: Наталья Федосеева Как и...

Интересные факты о ДНК

Человечество существует благодаря ДНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота – молекула с высокой молекулярной массой, несущая генетический план формирования и работоспособности...

Добавка придала пластику свойства металла

© Sandia Labs, Craig Fritz / Автор: Sycophanta Duccius Полимеры, к которым относят различные виды пластмасс, состоят из...

Химики раскрыли еще один секрет скрипок Страдивари

Страдивари на гравюре XIX века / ©Wikimedia Commons / Автор: Lampronia Auxilius Антонио Страдивари из Кремоны считается непревзойденным...