Сталь, которую предполагали использовать в оболочках новых тепловыделяющих элементов, не способна выдержать требуемую температуру в 550 – 700 градусов Цельсия. Новое поколение реакторов предъявляет именно такие требования.
Такой конструкционный материал для атомных реакторов создали учёные РФ. Он выдержал на проведённых испытаниях температуру в 700 градусов. При этом, прочность нового композита стала выше в три раза, в сравнении с прочностью входящих в него компонентов.
Одним из способов по получению материалов повышенной прочности является пластическая деформация с применением особых установок и под высоким давлением.
Однако, при этом происходит образование более мелкой нанокристаллической структуры. У неё очень низкая термическая стабильность. Изготовленные таким образом материалы быстро теряли свои прочностные показатели при воздействии высоких температур. Таким образом, в атомных реакторах их нельзя было использовать ни в коем случае.
Справиться с этой проблемой смогли учёные, работающие в НИТУ «МИСиС». Полученный ими композит имеет высокую прочность при температурной стабильности.
Для его производства специалисты воспользовались кручением под высоким давлением. За счёт этого им удалось создание особой слоистой структуры материала, где ванадиевый сплав находится внутри слоёв стали. Общая толщина опытного образцы составляет 1 мм.
На испытаниях полученный образец показал, что при таком изготовлении прочность «сэндвича» возросла в три раза, в сравнении с прочностными характеристиками каждого из входящих в него компонентов. Также, слоистая структура спокойно выдержала нагревание до 700 градусов Цельсия.
До сих пор никому не удавалось получение такого композитного наноструктурного материала-сэндвича со столь отличной термической стабильностью. Этот новый материал имеет широкие перспективы своего применения во многих высокотехнологичных областях. В том числе, и в атомной энергетике.
Исследователи уже запланировали продолжение экспериментов связанных с металлическими композитами, которые станут подвергаться пластической деформации по тому же самому методу.
Уже известно о работе с комбинациями стали с цирконием, медью и алюминием.
