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中澳联合研发新型合金,助力熔盐反应堆发展

  • 2017年02月16日
  • 来源: 世界核新闻网
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2017年2月8日, 澳大利亚和中国的研究人员在一类用于熔盐反应堆(MSRs)的新型材料的机械性能了解方面取得进展。澳大利大核科学与技术机构(Ansto)2月7日披露说这种镍钼-硅碳合金——由镍钼金属粉末加上碳化硅微粒合制而成——具有超强的抗腐蚀性和抗辐射损伤性。
   尽管目前没有在运行的商业熔盐反应堆,但是上海应用物理研究所(Sinap)与澳大利亚核科学与技术机构签署合作协议,开展了熔盐反应堆的研究和钍能研发项目。首先由上海应用物理研究所的实验室备制大量不同碳化硅含量的镍-钼硅碳合金样本,而后由澳大利亚核科学与技术机构对样本进行性能确定。
澳大利亚核科学与技术机构表示“熔盐反应堆的结构性材料必须在高温下具有强度,能抵抗辐射和腐蚀”。
   据《材料与设计》杂志的报告,来自上述两个机构的研究人员认为镍钼-硅碳合金“由于镍钼基质的沉淀,弥散和固溶强化特性而具有超强的机械性能”。
合金的制作包括机械合金化,放电等离子烧结,快速冷却,高温退火和水冷淬火。
   澳大利亚核科学与技术机构表示“尽管已知在镍中加入碳化硅微粒能够产生材料的弥散强化,但由于其在高温下的强度较低,因此认为不适合用在熔盐反应堆中”。最新研发的镍钼-硅碳合金由于含有镍基碳化硅纳米粒子而解决了上述问题。澳大利亚核科学与技术机构补充说“该纳米粒子填充了碳化硅微粒之间的空间,因此阻碍了位错运动”。
   据该机构披露,这些合金的形成源于金属粉末的冶金过程,在镍钼基质中,碳化硅和镍基碳化硅呈均匀分布状态。其进一步补充说,如此均匀分布的碳化硅粒子无法从标准的冶金过程中获取。
   澳大利亚核科学与技术机构表示“这些合金的强度源于碳化硅粒子的弥散强化,镍基碳化硅的沉淀强化以及钼的固溶强化的结合。”
   此外,钼原子强化了镍钼基质,由此形成了镍钼合金的固溶。
   该机构表示“除了高温下的高强度优势,这些新研发的合金还具有出色的抗腐蚀和抗辐射损伤性能”。且补充道“微观结构中的纳米粒子不仅阻止了位错运动,还为辐射损伤效应提供地点/空间”。
 

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