Сверхпрочный металлосплав
Сверхпрочный металлосплав
Учёные Института ядерной физики СО РАН и кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ разработали принципиально новую технологию сплавления титана и тантала. В результате был получен особо стойкий к коррозии материал, который почти не разрушается от контакта с агрессивными средами.
Сплав получают с помощью уникального промышленного ускорителя ЭЛВ-6, который выпускает в атмосферу концентрированный пучок электронов с энергией 1,4 МэВ, наплавляя порошки на металлы. Используя этот метод, учёные наплавили на титан тантал, за счёт чего коррозионная стойкость поверхностного слоя выросла примерно в 50 раз.
– Наша технология выгодна по двум причинам. Во-первых, наплавляется только рабочая поверхность, второе преимущество – в высокой производительности процесса. В мире не существует установок с выпуском в атмосферу мощных сфокусированных пучков с такой проникающей способностью, – пояснил руководитель проекта к.физ.-мат.н, старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Михаил Голковский.
Сплав можно использовать для крупнотоннажного производства азотной кислоты и в атомной отрасли, сообщает пресс-служба ИЯФа. Например, после уменьшения до определённого уровня концентрации рабочего элемента и возрастания концентрации вредных загрязняющих изотопов ядерный реактор останавливается, а отработанные компоненты топлива перерабатываются и обогащаются. Резервуар, в котором происходит переработка, изготавливают из специальных сортов нержавеющей стали или сплава на основе никеля, но эти материалы обладают не очень высокой коррозионной стойкостью. Важен и вопрос безопасности. Со временем химический реактор, в котором перерабатывается отработанное ядерное топливо, становится радиоактивным, и чем дольше он способен работать без ремонта, тем лучше.
– В рамках проекта, – объясняет Михаил Голковский, – мы изготовили из пластин полученного материала маленький химический реактор объёмом в несколько литров. Налили в него концентрированную азотную кислоту, довели её до кипения, предварительно точно взвесив наш сосуд. Кислота кипела несколько суток. Результат эксперимента нас очень порадовал: контрольное взвешивание показало, что реактор практически не потерял вес. Это означает, что материал, из которого он сделан, не разрушается от воздействия агрессивной среды. Но несколько суток испытаний – слишком мало, чтобы делать выводы, ведь срок службы настоящего реактора исчисляется десятилетиями. Перерасчёт скорости разрушения материала показывает, что она составляет несколько десятков микрон в год. Получается, что химический реактор из нашего материала мог бы работать как минимум в течение 30 лет без остановок.
Комментарии