В Томском политехническом университете (ТПУ) разработали новую многослойную архитектуру покрытий для элементов термоядерных реакторов. Изобретение обладает высокой термической стабильностью, способностью «самозалечиваться» и продлевать срок службы оборудования реакторов. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.
Многослойные (наноламинатные) покрытия широко применяются в ядерной промышленности благодаря высокой прочности, коррозионной стойкости и устойчивости к радиационному воздействию. Однако их эксплуатационные характеристики при одновременном влиянии высоких температур и облучения остаются недостаточными.
Новая архитектура — функционально-градиентный материал (ФГМ), который включает защитный слой из ниобия толщиной около 3 мкм, чередующиеся наноразмерные мультислои из ниобия и циркония толщиной около 1 мкм, адгезионный слой циркония толщиной 10 мкм и подложку из сплава циркония с 1% ниобия толщиной 0,7 мм.
Испытания новой архитектуры проходили in situ, на реальном оборудовании при температурах до 900°C. В ходе исследования анализировались термическая стабильность и структурные изменения с помощью рентгеновской дифракции, спектроскопии доплеровского уширения аннигиляционной линии и просвечивающей электронной микроскопии. Такой комплексный подход позволил наблюдать за эволюцией дефектов и изменениями кристаллической решетки покрытия в реальном времени.
Учёные установили, что при нагреве покрытие сохраняет свою многослойную архитектуру и плотность интерфейсов, а фазовые переходы остаются обратимыми. Это позволяет материалу сохранять свои свойства даже в экстремальных условиях.
Ранее www1.ru сообщал, что в ТПУ разработали фторопластовые покрытия для защиты химических реакторов от коррозии.
