GIGPORT.RU ГЛОБАЛЬНЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ГИПЕРПОРТАЛ
  ГЛАВНАЯ НОВОСТИ АФИША ПРОЕКТЫ ИННОВАЦИИ ТУРИЗМ РАЗВЛЕЧЕНИЯ  
       
 
       
Электроника   Бытовая техника   Спорт и отдых   Софт и игры   Видео и музыка на DVD и Blu-ray   Музыка   Антиквариат и винтаж  

2

vkontakte.ru mail.ru facebook.com twitter.com ok.ru plus.google.com  information rss
       
ОБЩЕСТВО ЭКОНОМИКА И БИЗНЕС ПРОИСШЕСТВИЯ НАУКА И HI-TECH КОМПЬЮТЕРЫ И СОФТ АВТО-МОТО КОСМОС НАНОТЕХНОЛОГИИ МЕДИЦИНА КУЛЬТУРА СПОРТ РАЗНОЕ
 
 
 
 
ТАБЛЕТКИ ДОЛГОЛЕТИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ  

ТАБЛЕТКИ ДОЛГОЛЕТИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ




06.03.2016 материаловедение, нанотехнологии, усталость металла, углеродные нанотрубки




Радиация делает металлы рыхлыми и хрупкими. Учёные из MIT обнаружили, что углеродные нанотрубки повышают долголетие металлов подвергшихся радиационному воздействию.
   
  Углеродные нанотрубки, равномерно распределённые внутри металлов, предназначены для уменьшения повреждений, возникающих в ходе длительного радиационного воздействия. Например, алюминий, используемый в ядерных реакторах и других неблагоприятных условиях, после прохождения нового «курса лечения» может использоваться заметно дольше.

Одной из основных причин, ограничивающих операционное время жизни ядерных реакторов, является то, что металлы, подверженные сильному радиационному воздействию вблизи активной зоны реактора, становятся пористыми и ломкими, что может привести к растрескиванию и поломки. Международная команда исследователей Массачусетского технологического института (MIT) и других научных организаций обнаружила, что, по крайней мере, в некоторых реакторах, добавление крошечного количества углеродных нанотрубок в состав металла может значительно замедлить этот процесс старения металла.

Сейчас, метод имеет доказательство своей эффективности только для алюминия, что ограничивает его применение для низкотемпературных сред в исследовательских реакторах. Но учёные говорят, что метод может также использоваться при более высоких температурах в сплавах, используемых в коммерческих реакторах.

Результаты описаны в journal Nano Energy, в статье из Массачусетского технологического института профессора Чжу Ли (Ju Li), постдоков Канг Пе Со (Kang Pyo So) и Мингда Ли (Mingda Li), научного сотрудника Акихиро Кусиме (Akihiro Kushima), и 10 других учёных из MIT, Техасского Университета, A&M Университета, и Университетов Южной Кореи, Чили, и Аргентины.

«Алюминий сейчас используется не только в компонентах исследовательских реакторов, но и в ядерных батареях, космических кораблях, а также как материал для контейнеров, предназначенных для хранения ядерных отходов. Поэтому, улучшение срока эксплуатации может дать значительные преимущества», — говорит Чжу Ли, профессор ядерной науки и инженерии и профессор материаловедения и инженерии (Battelle Energy Alliance).

Долговременная стабильность

«Углеродные нанотрубки, равномерно распределённые внутри металлов, предназначены для уменьшения повреждений, возникающих в результате длительного воздействия радиации», — говорит Канг Пе Со.
   
 
ТАБЛЕТКИ ДОЛГОЛЕТИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ   Мельчайшие пузырьки гелия, возникающего как результат радиационной трансмутации внутри металлов, пронизывают все межзёренные границы, и делают материал всё более хрупким, объясняют исследователи. Нанотрубки, несмотря на то, что составляют лишь малую часть объёма — меньше 2% — могут образовывать одномерные транспортные сети, обеспечивая пути для просачивания гелия наружу, вместо того, чтобы оставаться в «ловушке» внутри металла, и продолжать наносить урон.


На фото: пример того, как учёные MIT создали алюминий с углеродными нанотрубками внутри.
   
  «Испытания показали, что после воздействия излучения на углеродные нанотрубки внутри металла, могут быть химические изменения карбидов, которые всё же по-прежнему сохраняют свои стройные формы, как насекомые в янтаре», — говорит Чжу Ли. «Это довольно удивительно — Вы не увидите больших двоичных объектов, они сохраняют свои морфологию. Это всё-таки одномерная система». Огромная суммарная площадь поверхности этих одномерных наноструктур обеспечивает путь для радиационно-индуцированных точечных дефектов рекомбинированных в металле, облегчая процесс, что также приводит к охрупчиванию. Исследователи показали, что 1-d структуры смогли выжить в условиях радиационного повреждения до 70 DPA. (DPA — единица, которая обозначает, сколько раз, в среднем, каждый атом в кристаллической решетке выбит из своего места путём излучения, так что 70 DPA это уже много значит.)

После радиационного воздействия можно видеть поры в контрольной пробе, но в новом материале пор нет, и механические данные показывают, что он имеет гораздо меньше хрупкости. Для данного количества радиоактивного облучения, испытания показали снижение хрупкости примерно в 5–10 раз.
   
 
ТАБЛЕТКИ ДОЛГОЛЕТИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ   Новый материал нуждается только в крошечных количествах углеродных нанотрубок (carbon nanotubes — CNTs) — в металл добавляется около 1% по весу — так что стоимость производственных процессов невелика. Композит может быть изготовлен при низкой стоимости за счёт общих производственных методов, подобное уже гонят тоннами производители в Корее, для автомобильной промышленности.

Прочность и устойчивость

Ещё до начала экспериментов, добавление малого количества нанотрубок улучшает прочность материала на 50%, а также повышает его прочность пластичность — способность деформироваться без разрушения.
   
  «Это доказательство принципа», — говорит Канг Пе Со. В то время как материал, используемый для тестирования, был алюминиевый, команда планирует провести аналогичные тесты с цирконием, металлом, широко используемым для высокотемпературных реакторных технологий, таких как ограждение ядерных топливных гранул. «Мы считаем, что это является неотъемлемым свойством металл-CNTs систем», — говорит он.

«Это имеет немалое значение для развития ядерного материаловедения, где композиты — в частности оксид дисперсно-упрочнённых сталей — уже давно считается перспективным кандидатом, материалом для применения в условиях высокой температуры и высокой дозы облучения», — говорит Сергей Дударев (Sergei Dudarev), профессор материаловедения Оксфордского Университета в Великобритании, который не был вовлечён в эту работу.

Дударев добавляет, что этот новый композитный материал доказывает удивительную стабильность при длительном облучении, указывая, что материал способен к самовосстановлению и частично сохраняет свои первоначальные свойства после воздействия высокой дозы облучения при комнатной температуре. Тот факт, что новый материал может быть произведён при относительно низкой стоимости также является преимуществом.
   
 
ТАБЛЕТКИ ДОЛГОЛЕТИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ   Сергей Кучеев (Sergei Kucheyev), физик из Ливерморской Национальной Лаборатории, который также не был вовлечен в данное исследование, говорит: «Эти результаты могут иметь важные технологические последствия. Они также указывают на наши всё-таки ограниченное понимание физики радиационных дефектов на межфазных поверхностях в технологически соответствующих режимах».


Источник: GIGPORT.RU
 
Нравится
 
 
 
 
 
 
Загрузка...
 
GIGPORT.RU ГЛОБАЛЬНЫЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ГИПЕРПОРТАЛ
ГИПЕРПОРТАЛ
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
ИНТЕРЕСНОЕ В МИРЕ
ОНЛАЙН ГИПЕРМАРКЕТ
ДОСКА ОБЪЯВЛЕНИЙ
РАЗВЛЕЧЕНИЯ
СБОРКА МЕБЕЛИ
 
     
 
Книги   Детям и мамам
 
     
 
Одежда, обувь, аксессуары   Красота и здоровье
 
     
 
 
     
   
     
   
     
       
  COPYRIGHT
 
  Рейтинг@Mail.ru   Яндекс.Метрика   Проверка тиц pr