Na zlepšenie vášho zážitku používame súbory cookie. Pokračovaním v prehliadaní tejto stránky súhlasíte s používaním súborov cookie. Ďalšie informácie.
V predbežne demonštrovanej štúdii v časopise Journal of Nuclear Materials boli čerstvo vyrobená austenitická nehrdzavejúca oceľ s rovnomerne rozloženými nanočasticami NbC (ARES-6) a konvenčná nehrdzavejúca oceľ 316 skúmané ožiarením ťažkými iónmi. Správanie po napučaní na porovnanie výhod ARES-6.
Štúdia: Odolnosť austenitickej nehrdzavejúcej ocele proti napučaniu s rovnomerne rozloženými nanoškálovými precipitátmi NbC pri ožiarení ťažkými iónmi. Autor obrázka: Parilov/Shutterstock.com
Austenitické nehrdzavejúce ocele (SS) sa bežne používajú ako vnútorné komponenty v moderných ľahkovodných reaktoroch, kde sú vystavené vysokým tokom žiarenia.
Zmena morfológie austenitických nehrdzavejúcich ocelí po neutrónovom záchyte nepriaznivo ovplyvňuje také fyzikálne parametre, ako je radiačné kalenie a tepelný rozklad. Deformačné cykly, pórovitosť a excitácia sú príkladmi radiačne indukovanej evolúcie mikroštruktúry, ktorá sa bežne vyskytuje v austenitických nehrdzavejúcich oceliach.
Okrem toho je austenitická nehrdzavejúca oceľ vystavená radiačne indukovanej vákuovej rozťažnosti, ktorá môže viesť k potenciálne smrteľnému zničeniu komponentov aktívnej zóny reaktora. Inovácie v moderných jadrových reaktoroch s dlhšou životnosťou a vyššou produktivitou si preto vyžadujú použitie zložitých zostáv, ktoré odolávajú väčšiemu žiareniu.
Od začiatku 70. rokov 20. storočia bolo navrhnutých mnoho metód na vývoj rádioaktívnych materiálov. V rámci úsilia o zlepšenie účinnosti žiarenia sa skúmala úloha hlavných aspektov vákuovej rozťažnosti. Napriek tomu, keďže austenitické nehrdzavejúce ocele s vysokým obsahom niklu sú veľmi náchylné na radiačné krehnutie v dôsledku deformácie kvapôčok hélia, nehrdzavejúce ocele s nízkym obsahom austenitu nemôžu zaručiť primeranú ochranu proti korózii v korozívnych podmienkach. Existujú aj určité obmedzenia týkajúce sa zlepšenia účinnosti žiarenia ladením konfigurácie zliatiny.
Ďalším prístupom je zahrnúť rôzne mikroštrukturálne prvky, ktoré môžu slúžiť ako drenážne body pre bodové poruchy. Prepad môže prispieť k absorpcii vnútorných defektov vyvolaných žiarením, čím sa oddiali tvorba dier a kruhov posunutia vytvorených zoskupením voľných miest a medzier.
Ako absorbéry, ktoré by mohli zlepšiť účinnosť žiarenia, boli navrhnuté početné dislokácie, drobné precipitáty a granulované štruktúry. Koncepčný návrh dynamickej rýchlosti a niekoľko observačných štúdií odhalili výhody týchto mikroštrukturálnych prvkov pri potláčaní rozpínania dutín a znižovaní separácie zložiek indukovanej žiarením. Medzera sa však pod vplyvom žiarenia postupne zaceľuje a neplní plne funkciu drenážneho bodu.
Výskumníci nedávno vyrobili austenitickú nehrdzavejúcu oceľ s porovnateľným podielom nano-nióbových karbidových precipitátov rovnomerne rozptýlených v matrici pomocou priemyselného procesu výroby ocele, ktorý bol neskôr pomenovaný ARES-6.
Očakáva sa, že väčšina precipitátov poskytne dostatočné miesta prepadu pre vnútorné defekty žiarenia, čím sa zvýši účinnosť žiarenia zliatin ARES-6. Prítomnosť mikroskopických precipitátov karbidu nióbu však neposkytuje očakávané vlastnosti odolnosti voči žiareniu založené na štruktúre.
Cieľom tejto štúdie bolo preto otestovať pozitívny vplyv malých karbidov nióbu na odolnosť voči rozťažnosti. Skúmali sa aj vplyvy dávkového príkonu súvisiace s dlhovekosťou nanoškálových patogénov počas bombardovania ťažkými iónmi.
Na preskúmanie zväčšenia medzery bola novo vyrobená zliatina ARES-6 s rovnomerne rozptýlenými nanokarbidmi nióbu excitovaná priemyselnou oceľou a bombardovaná iónmi niklu s energiou 5 MeV. Nasledujúce závery sú založené na meraniach napučania, štúdiách mikroštruktúry pomocou nanometrovej elektrónovej mikroskopie a výpočtoch pevnosti v páde.
Spomedzi mikroštrukturálnych vlastností ARES-6P je vysoká koncentrácia precipitátov karbidu nanonióbu najdôležitejším dôvodom zvýšenej elasticity počas napučiavania, hoci aj vysoká koncentrácia niklu zohráva svoju úlohu. Vzhľadom na vysokú frekvenciu posunov vykazoval ARES-6HR rozťažnosť porovnateľnú s ARES-6SA, čo naznačuje, že napriek zvýšenej pevnosti konštrukcie nádrže, posun v ARES-6HR sám o sebe nemôže zabezpečiť účinné drenážne miesto.
Po bombardovaní ťažkými iónmi sa nanoškálová kvázikryštalická povaha precipitátov karbidu nióbu zničí. V dôsledku toho sa pri použití zariadenia na bombardovanie ťažkými iónmi použitého v tejto práci väčšina už existujúcich patogénov v neožiarených vzorkách postupne rozptýlila v matrici.
Hoci sa očakáva, že drenážna kapacita materiálu ARES-6P bude trikrát vyššia ako u plechu z nehrdzavejúcej ocele 316, namerané zvýšenie rozťažnosti je približne sedemnásobné.
Rozpúšťanie zrazenín nanokarbidu nióbu po vystavení svetlu vysvetľuje veľký rozdiel medzi očakávanou a skutočnou odolnosťou ARES-6P voči napučaniu. Očakáva sa však, že kryštality karbidu nanonióbu budú odolnejšie pri nižších dávkových príkonoch a rozťažnosť ARES-6P sa v budúcnosti za normálnych podmienok jadrovej elektrárne výrazne zlepší.
Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. a AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. a AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K. a Al-Musa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. a AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C. a AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K. a Al-Musa, N. (2022).Odolnosť austenitickej nehrdzavejúcej ocele s rovnomerne rozloženými nanorozmernými precipitátmi NbC proti napučaniu pri ožiarení ťažkými iónmi. Journal of Nuclear Materials. Dostupné na: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522001714?via%3Dihub.
Vyhlásenie o vylúčení zodpovednosti: Názory vyjadrené v tomto dokumente sú názormi autora vyjadrenými osobne a nemusia nevyhnutne odrážať názory spoločnosti AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, vlastníka a prevádzkovateľa tejto webovej stránky. Toto vyhlásenie o vylúčení zodpovednosti je súčasťou podmienok používania tejto webovej stránky.
Shahir absolvoval Fakultu leteckého inžinierstva Islamabadského inštitútu vesmírnych technológií. Venoval sa rozsiahlemu výskumu v oblasti leteckých prístrojov a senzorov, výpočtovej dynamiky, leteckých štruktúr a materiálov, optimalizačných techník, robotiky a čistej energie. Minulý rok pracoval ako nezávislý konzultant v oblasti leteckého inžinierstva. Technické písanie bolo vždy Shahirovou silnou stránkou. Či už získava ocenenia v medzinárodných súťažiach alebo vyhráva miestne písomné súťaže, vyniká. Shahir miluje autá. Od pretekov Formuly 1 a čítania automobilových správ až po motokárové preteky, jeho život sa točí okolo áut. Je vášnivým členom svojho športu a vždy sa snaží nájsť si naň čas. Squash, futbal, kriket, tenis a preteky sú jeho koníčky, ktorým rád trávi čas.
Horúci pot, Shahr. (22. marca 2022). Bola analyzovaná odolnosť novej nanomodifikovanej reaktorovej zliatiny voči napučaniu. AZonano. Získané 11. septembra 2022 z https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
Horúci pot, Shahr. „Analýza odolnosti voči napučaniu nových nano-modifikovaných reaktorových zliatin“. AZonano.11. septembra 2022.11. septembra 2022.
Horúci pot, Shahr. „Analýza odolnosti voči napučaniu nových nano-modifikovaných reaktorových zliatin“. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861. (K 11. septembru 2022).
Horúci pot, Shahr. 2022. Analýza odolnosti voči napučaniu nových reaktorových nanomodifikovaných zliatin. AZoNano, prístup 11. septembra 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
V tomto rozhovore AZoNano diskutuje o vývoji nového svetlom napájaného optického nanopohonu v pevnej fáze.
V tomto rozhovore diskutujeme o nanočasticových atramentoch na výrobu lacných, tlačiteľných perovskitových solárnych článkov, ktoré môžu pomôcť uľahčiť technologický prechod na komerčne životaschopné perovskitové zariadenia.
Rozprávame sa s výskumníkmi, ktorí stoja za najnovším pokrokom vo výskume hBN grafénu, ktorý by mohol viesť k vývoju elektronických a kvantových zariadení novej generácie.
Filmetrics R54 Pokročilý nástroj na mapovanie vrstvového odporu pre polovodičové a kompozitné doštičky.
Filmetrics F40 premení váš stolný mikroskop na nástroj na meranie hrúbky a indexu lomu.
NL-UHV od spoločnosti Nikalyte je najmodernejší nástroj na vytváranie nanočastíc v ultravysokom vákuu a ich nanášanie na vzorky za účelom vytvorenia funkcionalizovaných povrchov.