第1124章 中子辐照耐受性验证!
国家超导约束聚能研究所。
李阳看着各项测试数据都趋于正常的钨基复合材料,满意的点了点头。
“呼~这几个月的努力,成效还是不错的。”
“但仅靠这一种材料,还远远不够。”
钱宏远也附和着点点头。
“嗯,钨基复合材料在抗高温、韧性等方面,表现都极为出色。”
“但也正如李工你所说的那样,仅靠这一种材料,还不够稳妥。”
“且不说核反应装置每个结构和部件的材料都不一样,多一些材料作备选,万一出现特殊情况,我们也好应对。”
简单分析后,他接着询问。
“李工,那接下来,我们是对TiB₂-SiC复合材料进行验证。”
“还是在基于钨基复合材料的技术上,继续延伸?”
钨基复合材料的表现不错,如果能够在它的基础上,延伸出更多的同类产品,然后再去验证这些产品的属性,或许能起到意想不到的效果。
李阳想了想,然后决定。
“验证TiB₂-SiC复合材料吧!”
“前些日子我们对它的粒子分布情况进行了一定的剖析,接下来要检验它的中子辐照耐受性了。”
TiB₂-SiC复合材料是它继钨基复合材料,在研究过程中,通过系统帮助,自研出的另外一种可行性复合材料。
经过他几次的测试,TiB₂-SiC复合材料的物理属性表现还是不错的,主要集中在硬度、抗性和耐腐蚀性。
但其他更多的微观表现,他还没有来得及测试。
既然钨基复合材料的实验已经接近完成,剩下的延伸实验,完全可以交给其他研究员。
他们则是可以对TiB₂-SiC复合材料,进行更深层次的验证。
钱宏远也是这样想的。
“行,那择日不如撞日,反正今天的时间也还早。”
“上午让人准备好实验场地,下午就直接开始?”
李阳想都没有想,直接答应下来。
“我看行!”
……
下午时分,李阳和钱宏远来到高通量同位素源(HFIR)实验室,对TiB₂-SiC复合材料进行中子辐照耐受性验证。
李阳继续作为第一负责人,全权负责这次的验证。
“测试条件都准备好了吧?”
他一边检查实验室的各个仪器,一边问道。
进入到工作状态,钱宏远立马变得严肃,他打开工作簿,回答道。
“都准备好了!”
“热中子通量5×10¹⁵n·cm⁻²·s⁻¹,允许有±0.3%误差带。”
“瞬发伽马辐射剂量48kGy/h,试样温度梯度利用主动冷却系统维持300→1200K……”
钱宏远没有任何疏漏,把所需要的实验条件,逐一道明。
李阳听完后,从他手中拿过工作簿,一一对照又检查了一遍,确认无误。
“可以执行!”
一切准备就绪,已经是一个小时后。
确定全部工作准备完毕,李阳下令。
“验证开始!”
话音落下,TiB₂-SiC复合材料的中子辐照耐受性验证正式开始。
而随着时间一分一秒的过去,TiB₂-SiC复合材料在中子辐照下,也渐渐有所变化。
初期辐照下,对比常规Zr-4合金在离位损伤峰处出现晶界氦泡聚集,继而诱发沿晶应力腐蚀开裂,裂纹扩展速率达1.8μm/h。
种种情况反馈,这符合Griffith断裂模型预测。
看到这,李阳眉头微微一紧。
“估计要失稳了!”
也就是李阳说完这话不到五秒钟,声发射传感器捕获到Ⅲ型应力波。
钱宏远叹息一声。
“振幅大于95dB,已经可以确定要失稳了。”
虽然有些失望,但也是在他们的预测范围内。
李阳又观察了半分钟,确认没有回旋的余地后,果断下令。
“启动仿星器磁场约束方案!”
早就做好准备的紧急预案工作人员,立即启动仿星器磁场约束方案。
通过实时检测的仪表和工作人员的汇报可知。
强磁场使入射中子发生拉莫尔进动,大幅增加与材料晶格相互作用的有效截面。
同时,约束嬗变产物,比如³H、⁶⁰Co的扩散路径,降低晶格畸变能。
情况有所好转,李阳和钱宏远紧绷的表情,也稍稍放缓。
这时,工作人员将实时汇总的测试数据呈上来。
“临界断裂韧性K_IC来到了38MPa·√m,氨脆转变温度T_BD达到1123K,辐照蠕变速率降低到8e-9/s。”
钱宏远一边看,一边满意的点点头。
“临界断裂韧性比我们估测的预期值12MPa·√m,高了26,提升了约217%。”
“氨脆转变温度从预期值873K,提升至1123K,提升了28.6%,辐照蠕变速率则是下降了约百分之八十。”
“综合来看,在有仿星器磁场约束介入后,TiB₂-SiC复合材料的多个属性,都得到明显的提升。”
李阳看着上面的数据,简单分析了一波。
其实到了这一步,今天的验证,算是勉强过关了。
但也只能算是勉强,还是存在许多问题,需要在后续的研发中,逐一解决。
结束实验,李阳和钱宏远来到办公室。
“钱教授,您觉得,相较于传统的材料,为何TiB₂-SiC复合材料会出现失效现象?导致这个现象的原因,主要有哪些?”
其实他心里已经有几个答案,但他想听听钱宏远的想法。
一来,对方乃是材料领域的大佬,经验丰富,有更多独特的见解。
同时,李阳也想看看,自己所想和对方所思,在某些方面,是否一致。
钱宏远只是沉吟片刻,便开口回答。
“我觉得主要的原因,还是TiB₂-SiC复合材料亚表层,形成了梯度纳米结构。”
李阳眼睛一亮。
“具体而言呢?”
他发现,自己想的,和钱宏远说的,竟然相差无几。
钱宏远:“我归纳为表层、过渡区和基体。”
“表层,也就是<5μm那一层,非晶体层有效吸收离位原子,使得级联损伤截获大于百分之九十。”
“过渡区的高密度位错墙,钉扎嬗变气泡。”
“还有就是基体纳米析出相,一直裂纹萌生。”
“李工,我大致觉得主要是这几个方面。”
李阳拍手叫好,与钱宏远紧紧握手。
“钱教授,我和你想的几乎差不多。”
“我也觉得,导致失效现象的问题,其实并不算很严重。”
“目前看来,我们的想法是一致的!!!”