|
|
|
|
|
|
Главная / Новости / Отрасли ТЭК / «Самозалечивающиеся» покрытия ученых ТПУ для термоядерных реакторов сохранили структурную целостность при облучении
09:01, 8 Мая 26
Атомная Россия «Самозалечивающиеся» покрытия ученых ТПУ для термоядерных реакторов сохранили структурную целостность при облучении  Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами изучили, как ведут себя новые многослойные (наноламинатные) покрытия при облучении протонами и ионами гелия.
Подобные материалы обладают способностью «самозалечиваться» при работе в экстремальных условиях и могут быть перспективны для элементов термоядерных реакторов. Установлено, что функционально-градиентный материал (ФГМ) на основе ниобия и циркония сохраняет целостность структуры при облучении, а также эффективно ограничивает накопление дефектов.
Многослойные или наноламинатные покрытия широко исследуются для применения в ядерной промышленности, так как они обладают высокой прочностью, коррозионной стойкостью и устойчивостью к радиационному воздействию. Особенно перспективны подобные конструкционные материалы для создания термоядерных энергетических систем. Однако эксплуатационные характеристики существующих наноламинатных покрытий остаются недостаточными.
Ранее политехники предложили новую архитектуру многослойного покрытия – функционально-градиентный материал (ФГМ) на основе ниобия и циркония. Этот материал состоит из чередующихся слоев с пространственно изменяющимся составом и толщиной, образующих постепенный переход между химически и структурно различными составляющими. Проведенные in situ исследования продемонстрировали, что новый материал при нагреве до 900 °C показал себя устойчивым к термическому воздействию, а также, благодаря обратимым фазовым трансформациям, способен выдерживать экстремальные циклы нагрева и охлаждения без существенной деградации.
«В новой работе было установлено, что образцы ФГМ сохраняют свою слоистую структуру при облучении протонами и ионами гелия без признаков аморфизации (превращения твердого вещества из упорядоченного состояния в неупорядоченное – ред.) или фазовых превращений», – говорит один из соавторов статьи, профессор отделения экспериментальной физики ТПУ Роман Лаптев.
Исследователи получили образцы ФГМ, состоящие из четырех функциональных слоев: внешнего слоя ниобия, наноразмерного многослойного покрытия, состоящего из чередующихся слоев циркония и ниобия, адгезионного промежуточного слоя циркония и подложки из сплава циркония и ниобия толщиной. Полученные образцы облучили протонами и ионами гелия на электростатических ускорителях. Затем, используя разные методы, ученые проанализировали микроструктурный отклик и дефектное поведение ФГМ.
«Установлено, что наноламинатные покрытия на основе ниобия и циркония эффективно ограничивают накопление дефектов и сохраняют структурную целостность при ионном облучении. Накопление дефектов и механическая модификация в образцах ограничены тонкой внешней областью. Ее радиационная чувствительность определяется внутренними искажениями решетки, вызванными межфазным взаимодействием, и эффективным размещением дефектов на границах гетерофаз. Полученные результаты обеспечивают физически обоснованную основу для проектирования градиентных наноламинатов, предназначенных для использования в экстремальных радиационных условиях, актуальных для систем термоядерной энергетики», – отмечает ассистент отделения экспериментальной физики ТПУ Антон Ломыгин.
В исследовании принимали участие сотрудники отделения экспериментальной физики и исследовательского ядерного реактора Инженерной школы ядерных технологий ТПУ, отделения материаловедения Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ и Объединенного института ядерных исследований.
Источник: пресс-служба Томского политехнического университета
Все новости за сегодня (38)
|
 Проект «Росатом Энергосбыта» в области клиентского сервиса стал лауреатом международной премии
В международной премии в индустрии клиентского опыта «СХ World Awards» ежегодно принимают участие около 600 номинантов. |
|
О проекте
Размещение рекламы на портале
Баннеры и логотипы "Energyland.info" |
|
