删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

金属所成功制备ADS系统用5吨级SIMP钢

本站小编 Free考研考试/2020-04-08

加速器驱动次临界ADS(Accelerator Driven Subcritical)系统是未来先进核嬗变能系统,不仅可以用以处理高放核废料,将其变为低放核废料,还可以利用期间产生的核能发电。ADS系统由加速器、散裂靶、反应堆三部分组成,其中散裂靶用结构材料需要同时具有耐高温、抗辐照、抗液态金属腐蚀等性能,目前国内外还没有可供参比的同类材料,因此其研发具有挑战性。
  在中科院核能先导专项“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”的支助下,中国科学院金属研究所杨柯、单以银研究团队在过去的5年时间内,完成了具有自主知识产权的散裂靶用结构材料—新型耐高温抗辐照抗液态金属腐蚀马氏体耐热钢SIMP钢的成分、组织设计与优化,及其各项性能的评价与研究等多方面工作,申请与SIMP钢相关发明专利10余项。
  SIMP钢的制备是决定其性能的关键,其制备的难点主要有:难熔金属元素的熔解、超纯铁的制备、易活化元素含量的控制、成分均匀性控制、全部马氏体组织的获得等。自2011年,课题组相继完成了近百炉25公斤级实验室规模SIMP钢的冶炼,在SIMP钢的主元素和活化元素的控制以及钢的纯净化冶炼方面积累了丰富的研究经验。在2012年完成了500公斤级SIMP钢的冶炼,成分得到严格控制,其中S含量可低至5ppm。2013年对SIMP钢的成分进行了进一步的优化,并完成了1吨级SIMP钢的冶炼,同时为其它研究组提供了研究所需的焊接材料和管材。2014年完成了2吨级SIMP钢的冶炼,明确了铸锭在规模增大后可能产生的制备技术难点,如成分均匀性问题。在总结以上冶炼经验的基础上,于2015年9月采用真空感应+真空自耗的工艺方法成功完成了5吨级SIMP钢的第一轮冶炼。SIMP钢的制备过程由小到大的整个历程如图1所示。5吨级SIMP钢铸锭形貌如图2所示。化学成分分析结果表明,5吨级铸锭的主元素均为最佳成分点,S、P等杂质元素含量均控制在极低水平,Ni、Mo、Al、Nb、Ti、Co等各类活化元素的含量也均控制在极低水平。锻造和热处理后的显微组织形貌观察表明(图3),5吨级SIMP钢获得了全马氏体的目标组织,各项常规力学性能均优于核电目前用同类钢种T91钢。2016年1月完成了5吨级SIMP钢的第二轮冶炼,进一步完善和固化了SIMP钢的大规模冶炼工艺。
  5吨级SIMP钢的成功制备,标志着ADS系统用散裂靶结构材料已达到工业化成熟阶段,我国已拥有了具有自主知识产权的耐高温、抗辐照、耐液态金属腐蚀新型结构材料,使我国在核用结构钢方面的研究开发达到了国际先进水平,可大大地推动中国ADS核嬗变系统的研究进程。

图1 SIMP钢的制备从25kg到5吨级的历程

图2 5吨级SIMP钢铸锭(真空感应+真空自耗)

图3 5吨级SIMP钢热处理后的显微组织

相关话题/金属 系统

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 新型物理真空去合金制备多孔金属材料研发成功
    近日,金属所专用材料与器件研究部任伊宾副研究员带领的研究团队开发一种新型多孔金属制备方法,充分利用“柯肯达尔效应”在真空环境中制备出多孔铜、多孔镍和多孔不锈钢等多孔金属,初步研究成果已经在近期快速发表在Vacuum和MaterialsLetter上,相关研究成果已经申请了5项发明专利和一项国际专利。 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 纳米碳材料负载金属催化剂研究取得新进展
    负载型金属催化剂在整个工业催化领域发挥着十分重要的作用。然而,作为负载型金属催化剂,载体材料对活性金属纳米粒子催化性能的影响发挥着十分重要的作用。催化剂的载体能够影响金属纳米粒子在其表面的分散情况、粒径大小、暴露晶面等。同时,通过调变载体与金属纳米粒子之间的相互作用亦可以提高金属纳米粒子的催化活性、 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 新型二维材料研究取得重要进展:二维过渡族金属碳化物晶体
    自2004年石墨烯被发现以来,探寻其他新型二维晶体材料一直是二维材料研究领域的前沿。正如石墨烯一样,大尺寸高质量的其他二维晶体不仅对于探索二维极限下新的物理现象和性能非常重要,而且在电子、光电子等领域具有诸多新奇的应用。近年来,除石墨烯外,二维六方氮化硼、过渡族金属硫化物、氧化物、黑磷等二维材料也被 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 金属所研发成功一种新型耐微生物腐蚀双相不锈钢
    由于海洋工程装备及结构件是在苛刻的腐蚀性环境下服役,其水下结构长期受到海水的侵蚀及微生物的作用,因此对其耐蚀性提出了更高的要求。对海洋工程装备用不锈钢而言,海水中的氯离子腐蚀和微生物腐蚀一直是世界公认的难题,世界上主要发达国家因此均设立了国家战略项目支持该领域的研究开发,但是都还没有很好地解决该问题 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 纳米孪晶金属形变机制的定量电子显微学研究取得新进展
    纳米孪晶金属以其优异的力学性能和良好的导电性受到广泛关注,该材料的变形行为是材料学家长期关注的问题之一。作为一类大角度晶界,共格孪晶界能够强烈地阻碍位错的运动,提高材料的强度,一般来说孪晶片层厚度越小,纳米孪晶材料的强度也应该越高。然而,实验发现,当孪晶片层厚度减小到一个临界尺寸(约为15nm)以下 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 中国科学院工程热物理研究所与金属所联合研发出世界首款具有自适应变形结构的相变传热器件
    相变传热广泛应用于化工、制冷、能源利用、电力电子器件热管理等领域,但其换热性能受传热器件微细结构和表面特性的重要影响。长期以来,加工微细结构或微纳米复合结构(如肋、鳍片、槽道、多孔结构、表面镀膜、金属丝网等)被认为是一种非常有效的相变传热强化方法,根据特定的换热条件,可以对微细结构的形状和尺寸参数进 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 金属所非贵金属催化材料研究取得新进展
    近日,金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室磁性材料与磁学研究部张志东研究员、马嵩副研究员、王瀚博士等组成的团队、催化材料研究部苏党生研究员与宁波材料研究所张建研究员团队、中国工程物理研究院表面物理与化学国家重点实验室彭丽霞博士共同合作,利用碳包覆钴磁性纳米胶囊结构中缺陷石墨壳层的束缚作用,合成了富含 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 金属所研究人员在铁电材料中发现通量全闭合畴结构
    金属所研究人员在铁电材料中发现通量全闭合畴结构以及由顺时针和逆时针闭合结构交替排列所构成的大尺度周期性阵列。4月16日,美国《科学》(Science)周刊率先通过“ScienceExpress”在线发表了该项研究成果,并将在几周后以“Report”形式正式发表。这项工作由沈阳材料科学国家(联合)实验 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 稀有与贵重金属资源的回收与循环利用
    高温合金作为一种特种金属材料,随着我国航天、航空、航海工业的快速发展,其用量也快速增长。目前我国高温合金年产量约5000吨,生产过程中以及达到服务期限后产生的废料占年生产总量的70%以上。此外,随着社会信息化程度的不断加大,电子信息产品的应用与更新换代步伐越来越快,由此也产生出大量的电子废弃物。在上 ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08
  • 金属所在凝固偏析形成理论方面取得重要突破
    11月25日,国际著名学术期刊NatureCommunications《自然通讯》发表了金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室材料加工模拟研究部李殿中研究员、李依依院士团队的最新研究成果―凝固偏析形成新机制,题为“钢中夹杂物浮力驱动通道偏析”(InclusionFlotation-drivenChan ...
    本站小编 Free考研考试 2020-04-08