|
|
|
|
|
|
Главная / Новости / Отрасли ТЭК / Ученые ТПУ создали «самозалечивающиеся» покрытия для элементов термоядерных реакторов
08:54, 24 Ноября 25
Атомная Россия Ученые ТПУ создали «самозалечивающиеся» покрытия для элементов термоядерных реакторов  Ученые Томского политехнического университета разработали новую многослойную архитектуру покрытий для элементов термоядерных реакторов. Она обладает высокой термической стабильностью и способностью «самозалечиваться» при работе в экстремальных условиях.
Такая разработка позволит в будущем значительно продлить срок службы оборудования реакторов.
Многослойные (наноламинатные) покрытия широко применяются в ядерной промышленности благодаря высокой прочности, коррозионной стойкости и устойчивости к радиационному воздействию. Однако их эксплуатационные характеристики при одновременном влиянии высоких температур и облучения остаются недостаточными.
Специалисты Томского политеха предложили новую архитектуру многослойного покрытия — функционально-градиентного материала (ФГМ), включающего защитный слой ниобия толщиной около 3 мкм, радиационно-стойкий слой чередующихся наноразмерных мультислоев ниобия и циркония толщиной около 1 мкм, адгезионный слой циркония толщиной около 10 мкм и подложку из сплава циркония с 1 % ниобия толщиной 0,7 мм, обеспечивающую необходимую механическую прочность.
«Архитектура ФГМ на основе ниобия и циркония с управляемой градацией слоев — это не просто повторение наноламинатной структуры. Такое целенаправленное чередование материалов обеспечивает не только повышенную термическую устойчивость, но и более эффективное управление эволюцией дефектов за счет их локализации в нужных уровнях. Это позволяет перенаправлять дефекты в активные зоны, где происходит их “самозалечивание”. В простых наноламинатах активные зоны могут не совпадать с профилем повреждений, из-за чего эффективность механизмов самовосстановления снижается», — поясняет один из авторов исследования, и.о. руководителя отделения экспериментальной физики ТПУ Роман Лаптев.
Политехники провели in situ исследования новой архитектуры покрытий при температурах до 900 °C, анализируя термическую стабильность и структурные изменения методами рентгеновской дифракции, in situ спектроскопии доплеровского уширения аннигиляционной линии и просвечивающей электронной микроскопии. Такой комплексный подход позволил наблюдать эволюцию дефектов и изменения кристаллической решетки покрытия в реальном времени. Результаты показали, что при нагреве покрытие сохраняет многослойную архитектуру и плотность интерфейсов, а происходящие фазовые переходы остаются обратимыми, что позволяет материалу сохранять свои свойства.
«Комплекс in situ анализа в сочетании с традиционными методами эксперимента позволил нам доказать, что разработанная в ТПУ архитектура покрытий устойчива к термическому воздействию. Благодаря обратимости фазовых трансформаций материал способен выдерживать экстремальные циклы нагрева и охлаждения без существенной деградации. Это критически важно для оценки долговечности покрытия в условиях реальной эксплуатации», — добавляет Роман Лаптев.
В исследовании приняли участие ученые отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий и исследовательского ядерного реактора Томского политеха.
Источник: пресс-служба Томского политехнического университета
Все новости за сегодня (41)
|
 Партнёрству «Кузбассразрезугля» и БЕЛАЗа — 60 лет
История сотрудничества началась, когда первый белорусский самосвал вышел в кузбасский угольный забой. А дальше — шестьдесят лет новых моделей, производственных рекордов и инженерных решений. Шли годы, самосвалы становились мощнее, а объёмы добычи — больше. |
|
О проекте
Размещение рекламы на портале
Баннеры и логотипы "Energyland.info" |
|
