RusCable Insider Digest #140 от 16.09.2019 | Page 15

№140-16/09/2019
№140-16/09/2019
#дайджест
#special #наука
#cable
#дайджест
Special
Наука
Материал для атомных
реакторов стал прочнее
Ученые НИТУ «МИСиС» создали уникальный композиционный
материал, перспективный для эксплуатации в жестких температурных
условиях, например, в атомных реакторах. Прочность материала
увеличилась в три раза по сравнению с прочностью отдельных его
компонентов. Эти свойства не теряются при нагреве до 700°С.
Результаты работы опубликованы в журнале Materials Letters.
«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.
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.
RusCable Insider Digest.
Электронное периодическое издание.
Свид-во СМИ ЭЛ № ФС 77-67589
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.
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.
15
Еженедельный бесплатный дайджест рынка
кабеля, энергетики и электротехники.
Каждый понедельник на вашей @почте и на RusCable.Ru