Używamy plików cookie, aby poprawić Twoje doświadczenia. Kontynuując przeglądanie tej witryny, zgadzasz się na używanie przez nas plików cookie. Dodatkowe informacje.
W badaniu zademonstrowanym wcześniej w Journal of Nuclear Materials, świeżo wyprodukowana austenityczna stal nierdzewna z równomiernie rozłożonymi nanocząsteczkowymi osadami NbC (ARES-6) i konwencjonalna stal nierdzewna 316 zostały zbadane pod wpływem silnego napromieniowania jonami. Zachowanie po pęcznieniu w celu porównania korzyści ARES-6.
Badanie: Odporność na pęcznienie stali nierdzewnej austenitycznej z równomiernie rozłożonymi osadami NbC w skali nano pod wpływem silnego napromieniowania jonami. Źródło zdjęcia: Parilov/Shutterstock.com
Austenityczne stale nierdzewne (SS) są powszechnie stosowane do produkcji wewnętrznych elementów nowoczesnych reaktorów wodnych, w których są narażone na działanie dużych strumieni promieniowania.
Zmiana morfologii stali nierdzewnych austenitycznych po wychwycie neutronów niekorzystnie wpływa na takie parametry fizyczne, jak utwardzanie radiacyjne i rozkład termiczny. Cykle odkształceń, porowatość i wzbudzenie to przykłady ewolucji mikrostruktury wywołanej promieniowaniem, powszechnie występującej w stalach nierdzewnych austenitycznych.
Ponadto austenityczna stal nierdzewna jest podatna na indukowaną promieniowaniem ekspansję próżni, co może prowadzić do potencjalnie śmiertelnego zniszczenia elementów rdzenia reaktora. Dlatego innowacje w nowoczesnych reaktorach jądrowych o dłuższej żywotności i wyższej wydajności wymagają stosowania złożonych zespołów, które mogą wytrzymać więcej promieniowania.
Od początku lat 70. XX wieku zaproponowano wiele metod rozwoju materiałów radioaktywnych. W ramach wysiłków zmierzających do poprawy wydajności radiacyjnej zbadano rolę głównych aspektów elastyczności rozszerzalności próżni. Jednak mimo to, ponieważ wysokoniklowe austenityczne stale nierdzewne są bardzo podatne na kruchość radiacyjną z powodu deformacji kropli helu, niskoaustenityczne stale nierdzewne nie mogą zagwarantować odpowiedniej ochrony antykorozyjnej w warunkach korozyjnych. Istnieją również pewne ograniczenia w poprawie wydajności radiacyjnej poprzez dostrojenie konfiguracji stopu.
Innym podejściem jest uwzględnienie różnych cech mikrostrukturalnych, które mogą działać jako punkty drenażowe dla awarii punktowych. Zlew może przyczyniać się do absorpcji wewnętrznych defektów wywołanych promieniowaniem, opóźniając powstawanie dziur i okręgów przemieszczeń tworzonych przez grupowanie wakatów i luk.
Liczne dyslokacje, drobne osady i struktury ziarniste zostały zaproponowane jako absorbery, które mogłyby poprawić wydajność radiacyjną. Koncepcyjny projekt prędkości dynamicznej i kilka badań obserwacyjnych ujawniły korzyści tych cech mikrostrukturalnych w tłumieniu ekspansji pustych przestrzeni i zmniejszaniu rozdzielania komponentów wywołanego promieniowaniem. Jednak szczelina stopniowo goi się pod wpływem promieniowania i nie pełni w pełni funkcji punktu drenażowego.
Naukowcy niedawno wyprodukowali austenityczną stal nierdzewną o porównywalnej proporcji wydzieleń nano-węglika niobu równomiernie rozproszonych w matrycy, wykorzystując przemysłowy proces produkcji stali, później nazwany ARES-6.
Oczekuje się, że większość osadów zapewni wystarczającą liczbę miejsc pochłaniania dla wewnętrznych defektów radiacyjnych, zwiększając w ten sposób wydajność radiacyjną stopów ARES-6. Jednak obecność mikroskopijnych osadów węglika niobu nie zapewnia oczekiwanych właściwości odporności na promieniowanie na podstawie struktury.
Dlatego celem tego badania było sprawdzenie pozytywnego wpływu małych węglików niobu na odporność na rozszerzanie. Zbadano również wpływ dawki związany z długowiecznością patogenów nanoskalowych podczas bombardowania ciężkimi jonami.
Aby zbadać wzrost szczeliny, nowo wyprodukowany stop ARES-6 z równomiernie rozproszonymi nanokarbidami niobu wzbudził stal przemysłową i zbombardował ją jonami niklu o energii 5 MeV. Poniższe wnioski opierają się na pomiarach pęcznienia, badaniach mikrostruktury mikroskopii elektronowej nanometrowej i obliczeniach wytrzymałości na upuszczenie.
Spośród właściwości mikrostrukturalnych ARES-6P, wysokie stężenie osadów węglika nanoniobu jest najważniejszym powodem zwiększonej elastyczności podczas pęcznienia, chociaż wysokie stężenie niklu również odgrywa rolę. Biorąc pod uwagę wysoką częstotliwość przemieszczeń, ARES-6HR wykazał ekspansję porównywalną do ARES-6SA, co sugeruje, że pomimo zwiększonej wytrzymałości konstrukcji zbiornika, samo przemieszczenie w ARES-6HR nie może zapewnić skutecznego miejsca drenażu.
Po bombardowaniu ciężkimi jonami, nanoskalowa quasi-krystaliczna natura osadów węglika niobu ulega zniszczeniu. W rezultacie, podczas korzystania z urządzenia do bombardowania ciężkimi jonami używanego w tej pracy, większość wcześniej istniejących patogenów w nienapromieniowanych próbkach stopniowo rozprasza się w matrycy.
Chociaż oczekuje się, że pojemność drenażowa ARES-6P będzie trzykrotnie większa od pojemności płyty ze stali nierdzewnej 316, zmierzony wzrost rozszerzalności jest około siedmiokrotny.
Rozpuszczanie osadów nanokarbidu niobu po wystawieniu na działanie światła wyjaśnia dużą rozbieżność między oczekiwaną a rzeczywistą odpornością na pęcznienie ARES-6P. Jednak oczekuje się, że kryształy nanokarbidu będą trwalsze przy niższych dawkach promieniowania, a elastyczność rozszerzania ARES-6P znacznie się poprawi w przyszłości w normalnych warunkach elektrowni jądrowych.
Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. i AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. i AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K. i Al-Musa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. i AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. i AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K. i Al-Musa, N. (2022).Odporność na pęcznienie stali nierdzewnej austenitycznej z równomiernie rozłożonymi nanocząsteczkowymi osadami NbC pod wpływem napromieniowania ciężkimi jonami. Journal of Nuclear Materials. Dostępne na stronie: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522001714?via%3Dihub.
Zastrzeżenie: Poglądy wyrażone w tym miejscu są poglądami autora w jego charakterze osobistym i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, właściciela i operatora tej witryny. Niniejsze zastrzeżenie jest częścią warunków korzystania z tej witryny.
Shahir jest absolwentem Wydziału Inżynierii Lotniczej Instytutu Technologii Kosmicznej w Islamabadzie. Prowadził szeroko zakrojone badania w zakresie instrumentów i czujników lotniczych, dynamiki obliczeniowej, struktur i materiałów lotniczych, technik optymalizacji, robotyki i czystej energii. W zeszłym roku pracował jako niezależny konsultant w dziedzinie inżynierii lotniczej. Pisanie tekstów technicznych zawsze było mocną stroną Shahira. Niezależnie od tego, czy zdobywa nagrody w międzynarodowych konkursach, czy wygrywa lokalne konkursy literackie, zawsze się wyróżnia. Shahir kocha samochody. Od wyścigów Formuły 1 i czytania wiadomości motoryzacyjnych po wyścigi kartów, jego życie kręci się wokół samochodów. Jest pasjonatem swojego sportu i zawsze stara się znaleźć na niego czas. Squash, piłka nożna, krykiet, tenis i wyścigi to jego hobby, którym lubi poświęcać czas.
Gorący pot, Shahr. (22 marca 2022 r.). Przeanalizowano odporność na pęcznienie nowego nanomodifikowanego stopu reaktora. AZonano. Pobrano 11 września 2022 r. z https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
Gorący pot, Shahr. „Analiza odporności na pęcznienie nowych stopów reaktorowych nano-modyfikowanych”. AZonano.11 września 2022 r.11 września 2022 r.
Gorący pot, Shahr. „Analiza odporności na pęcznienie nowych stopów reaktorowych nano-modyfikowanych”. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861. (Stan na 11 września 2022 r.).
Gorący pot, Shahr. 2022. Analiza odporności na pęcznienie nowych stopów nanomodifikowanych w reaktorze. AZoNano, dostęp 11 września 2022 r., https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
W tym wywiadzie AZoNano omawia rozwój nowego, półprzewodnikowego, optycznego nanonapędu zasilanego światłem.
W tym wywiadzie omawiamy tusze nanocząsteczkowe do produkcji niedrogich, nadających się do druku ogniw słonecznych z perowskitu, które mogą pomóc w ułatwieniu technologicznego przejścia na komercyjnie opłacalne urządzenia perowskitowe.
Rozmawiamy z naukowcami, którzy stoją za najnowszymi osiągnięciami w badaniach nad grafenem hBN, które mogą doprowadzić do opracowania urządzeń elektronicznych i kwantowych nowej generacji.
Filmtrics R54 Zaawansowane narzędzie do mapowania rezystancji powierzchniowej dla płytek półprzewodnikowych i kompozytowych.
Filmtrics F40 zamienia Twój mikroskop stacjonarny w narzędzie do pomiaru grubości i współczynnika refrakcji.
NL-UHV firmy Nikalyte to najnowocześniejsze narzędzie służące do tworzenia nanocząstek w warunkach ultrawysokiej próżni i osadzaniu ich na próbkach w celu utworzenia funkcjonalizowanych powierzchni.