Les chercheurs de l’Université Texas A&M ont récemment montré les performances supérieures d’un nouvel alliage renforcé par dispersion d’oxyde (ODS) qu’ils ont développé pour une utilisation dans les réacteurs à fission et à fusion.



Le Dr Lin Shao, professeur au Département de génie nucléaire, a travaillé aux côtés de chercheurs du Laboratoire nationwide de Los Alamos et de l’Université d’Hokkaido pour créer la prochaine génération d’alliages ODS haute functionality, et jusqu’à présent, ils sont parmi les plus solides et les meilleurs. met au position les métaux sur le terrain.

Les alliages ODS sont constitués d’une combinaison de métaux entrecoupés de petites particules d’oxyde de taille nanométrique et sont connus pour leur haute résistance au fluage. Cela signifie qu’à mesure que les températures augmentent, les matériaux conservent leur forme au lieu de se déformer. De nombreux alliages ODS peuvent résister à des températures allant jusqu’à 1000 C et sont généralement utilisés dans la production d’électricité et les moteurs dans le domaine de l’ingénierie aérospatiale, ainsi que dans la coutellerie.



La communauté nucléaire a un grand besoin de matériaux fiables et durables pour constituer les composants de foundation des réacteurs nucléaires. Le matériau doit être de haute résistance, tolérant aux rayonnements et résistant au gonflement des vides (les matériaux développent des cavités lorsqu’ils sont soumis à un rayonnement neutronique, entraînant des défaillances mécaniques).

Les chercheurs nucléaires comme Shao cherchent constamment à identifier des matériaux de qualité résistants au fluage et au gonflement pour leur utilisation dans les réacteurs à haute température.

« En général, les alliages ODS devraient être résistants au gonflement lorsqu’ils sont exposés à une irradiation neutronique extrême », a déclaré Shao. « Cependant, la majorité des alliages commerciaux de SAO sont problématiques depuis le début. »

En effet, presque tous les alliages ODS commerciaux sont basés sur la phase ferritique. Les alliages ferritiques, classés selon leur construction cristalline et leur comportement métallurgique, ont une bonne ductilité et une résistance raisonnable à haute température. Cependant, la period ferritique est la phase la additionally faible si on la juge par sa résistance au gonflement, ce qui fait échouer la majorité des alliages ODS commerciaux dans la première ligne de défense.

Shao, connu internationalement pour ses travaux de pionnier dans la science des matériaux de rayonnement, dirige le laboratoire des accélérateurs pour tester les alliages dans des disorders d’irradiation extrêmes. Shao et son équipe de recherche ont collaboré avec le groupe de recherche japonais de l’Université d’Hokkaido dirigé par le Dr Shigeharu Ukai pour développer divers nouveaux alliages ODS.

« Nous avons décidé d’explorer un nouveau principe de conception dans lequel les particules d’oxyde sont incorporées dans la section martensitique, ce qui est préférable pour réduire le gonflement des vides, plutôt que la section ferritique », a déclaré Shao.

Les alliages ODS qui en résultent sont capables de survivre jusqu’à 400 déplacements par atome et font partie des alliages les furthermore réussis développés dans le domaine, à la fois en termes de résistance à haute température et de résistance au gonflement supérieure.

Les détails du projet complet ont été publiés dans le Journal of Nuclear Products avec l’étude la plus récente. L’équipe a depuis mené plusieurs études et a attiré l’attention du Département américain de l’énergie et de l’industrie nucléaire. Le projet a abouti à un overall de 18 posts de revues et de deux thèses de doctorat.