Исследования новых ядерных конструкционных материалов с высокой термостойкостью и радиационной стойкостью, а также с высокой безопасностью имеют важное значение для разработки передовых ядерно-энергетических систем. Исследователи из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук получили новые результаты по разработке и оценке облучения новых керамических композитов для ядерного применения.
Путем добавления карбидных частиц или нитевидных кристаллов с высоким модулем упругости к матрице из высокопрочного оксида циркония, упрочненного оксидом алюминия (ZTA), исследователи успешно изготовили упрочненные керамические композиты с синергетическим эффектом фазового превращения, а также синергетические частицы и волокна.
Затем исследователи провели оценку стойкости к облучению изготовленных композитов в Центре исследования тяжелых ионов в Ланьчжоу (HIRFL), в установке низкоэнергетического ускорителя высоко заряженных ионов (LEAF) и на платформе 320 кВ для многопрофильных исследований с высоко заряженными ионами.
Впервые исследователи обнаружили, что керамические композиты с определенной структурой и составом могут эффективно ингибировать образование и рост пузырьков гелия большого размера, и экспериментально подтвердили, что керамические композиты обладают высокой устойчивостью к аморфизации, вызванной облучением.
Эти достижения обеспечивают важные справочные данные и научную основу для исследований и разработок высокоэффективных ядерных керамических материалов.
Соответствующие результаты были опубликованы в Ceramics International.
Исследования были поддержаны Программой стратегических приоритетных исследований Китайской академии наук, Национальным фондом естественных наук Китая и Ланьчжоуской национальной лабораторией ускорителей тяжелых ионов.
