Los investigadores de la Universidad de Texas A&M han demostrado recientemente un rendimiento superior de una nueva aleación reforzada por dispersión de óxido ODS que desarrollaron para su uso en reactores de fisión y fusión.
El Dr. Lin Shao, profesor en el Departamento de Ingeniería Nuclear, trabajó junto con científicos investigadores en el Laboratorio Nacional de Los Alamos y la Universidad de Hokkaido para crear la próxima generación de aleaciones de SAO de alto rendimiento, y hasta ahora son algunas de las más fuertes ymetales mejor desarrollados en el campo.
Las aleaciones de SAO consisten en una combinación de metales intercalados con pequeñas partículas de óxido de tamaño nanométrico y son conocidas por su alta resistencia a la fluencia. Esto significa que a medida que aumentan las temperaturas, los materiales mantienen su forma en lugar de deformarse. Muchas aleaciones de SAO pueden soportar temperaturashasta 1000 C y se utilizan normalmente en la generación de energía y motores dentro de la ingeniería aeroespacial, así como en la cubertería.
La comunidad nuclear tiene una gran necesidad de materiales confiables y duraderos para formar los componentes centrales de los reactores nucleares. El material debe ser de alta resistencia, tolerante a la radiación y resistente a la hinchazón del vacío los materiales desarrollan cavidades cuando se someten a radiación de neutrones, lo que lleva afallas mecánicas.
Los investigadores nucleares como Shao buscan constantemente identificar materiales de calidad resistentes a la fluencia y al hinchamiento para su uso en reactores de alta temperatura.
"En general, las aleaciones de SAO deben ser resistentes al hinchamiento cuando se exponen a una irradiación extrema de neutrones", dijo Shao. "Sin embargo, la mayoría de las aleaciones de SAO comerciales son problemáticas desde el principio".
Esto se debe a que casi todas las aleaciones comerciales de SAO se basan en la fase ferrítica. Las aleaciones ferríticas, clasificadas por su estructura cristalina y comportamiento metalúrgico, tienen buena ductilidad y resistencia razonable a altas temperaturas. Sin embargo, la fase ferrítica es la fase más débil cuando se juzgapor su resistencia al hinchamiento, lo que hace que la mayoría de las aleaciones comerciales de SAO fallen en la primera línea de defensa.
Shao, conocido internacionalmente por su trabajo pionero en la ciencia de los materiales de radiación, dirige el laboratorio de aceleradores para probar aleaciones en condiciones de irradiación extremas. Shao y su equipo de investigación colaboraron con el grupo de investigación japonés en la Universidad de Hokkaido dirigido por el Dr. Shigeharu Ukai para desarrollar variosnuevas aleaciones de SAO.
"Decidimos explorar un nuevo principio de diseño en el que las partículas de óxido están incrustadas en la fase martensítica, que es mejor para reducir la hinchazón de los huecos, en lugar de la fase ferrítica", dijo Shao.
Las aleaciones de SAO resultantes pueden sobrevivir hasta 400 desplazamientos por átomo y son algunas de las aleaciones más exitosas desarrolladas en el campo, tanto en términos de resistencia a altas temperaturas como de resistencia superior al hinchamiento.
Los detalles del proyecto completo se publicaron en el Revista de materiales nucleares junto con el estudio más reciente. Desde entonces, el equipo ha realizado varios estudios y atrajo la atención del Departamento de Energía y la industria nuclear de los EE. UU. El proyecto resultó en un total de 18 artículos de revistas y dos disertaciones de doctorado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Original escrito por Laura Simmons. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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