Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

старостенко 20.10.2017

59 views

Published on

13 международная конференция молодых ученых харьков

Published in: Engineering
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

старостенко 20.10.2017

  1. 1. Свойства и структура аустенитной стали 18 10 , YХ Н Т легированной оксидами 2O3-ZrO2 . .С В Старостенко1,2 , . .В Н Воеводин1,2 , . .А С Кальченко1 , . .А Н Великодный1 , . .М А Тихоновский1 1 « - », ,Национальный научный центр Харьковский физико технический институт Харьков Украина 2 . . . , ,Харьковский национальный университет им В Н Каразина Харьков Украина E-mail: sergsta09@gmail.com 2017Харьков XIII -Международная научно техническая конференция « »Проблемы современной ядерной энергетики
  2. 2. 2 Статус ядерной энергетики :В мире • 30-В ти странах 194 ,эксплуатируется АЭС на которых работает 450 ядерных реакторов для производства электроэнергии общей мощностью 392 082 МВт; •60 новых атомных реакторов находятся в 14стадии строительства в ;странах •>10% мирового производства электроэнергии обеспечивается работой .АЭС 2016 . 16858К г отработано - .реакторо лет Строится Китай 20 Россия 7 Индия 5 ОАЭ 4 США 4 Ю. Корея 3 Страна Процент Франция 76,3 Украина 56,5 Словакия 55,9 Венгрия 55,7 Словения 38 Бельгия 37,5 Армения 39,6 Швеция 34,6 Финляндия 33,2 Швейцари я 33,0 Чехия 32,6 США 19,5 Германия 14,1 АЭС 57,6 % РвРв-1 2010-1 2010 РвРв-2 2011-2 2011 ЮУЮУ-1 2013-1 2013 ЗпЗп-1 2014-1 2014 ЗпЗп-2 2015-2 2015 ЮУЮУ-2 2015-2 2015 РвРв-3 2016-3 2016 ЗпЗп-4 2017-4 2017 ХмХм-1 2017-1 2017 ЗпЗп-3 2017-3 2017 ЮУЮУ-3 2019-3 2019 ЗпЗп-5 2019-5 2019 ЗпЗп-6 2025-6 2025 ХмХм-2 2034-2 2034 РвРв-4 2034-4 2034 .Вклад в выработку эл энергии в Украине в I 2017 .полугодии г :В Украине На 2015 г. •Эксплуатируется 4 ;АЭС •Общее количество –реакторов 15 блоков типа ;ВВЭР •Суммарная установленная мощность 13880 .МВт 2016 .За г в Украине выработано 154 817 000 000 000 / . .Вт ч эл энергии из которых (52,3%) на АЭС 2
  3. 3. 3 Конструкционные материалы – основа безопасности и эффективности АЭС !!! Реактор ВВЕР-1000 Шахта –Материал аустенитная 18 10нержавеющая сталь Х Н Т Выгородка Темп. облучения 300-3800 С Доза 50-100 сна* Эксплуатация 30 лет→60 л. распухание Изменение геометричес ких размеров Микроизменения Макроизменения
  4. 4. Gen I Gen II Gen III Gen III+ Gen IV 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Generation I Generation II Generation III Generation III+ Generation IV Первые реакторыПромышленные реакторы Выгорание Выгорание Выгорание ≈2% ≈3% ≈4-5% ≈10% Усовершенствованные реакторы Перспективные реакторы материалов -Основная проблема в достижении этих целей радиационная стабильность конструкционных материалов (LWR)Легководные реакторы - 45-50 /Выгорание ГВтд т (~5% ),тяжелых атомов - 8-10Доза сна (FR)Быстрые реакторы ~ 75 / 10-12% ( . ),Выгорание ГВтд т → т а - 80-90Доза сна Современное состояние: (LWR)Легководные реакторы Выгорание → 100 / (ГВтд т ~ 10-11% . ),т а Доза → 18-20сна (FR)Быстрые реакторы ~ 200 / (20-25 % . ),Выгорание → ГВтд т т а > 200Доза сна Це ли: :Пути решения oСоздать новые материалы или oМодернизировать существующие 4
  5. 5. :Актуальность работы:Актуальность работы - ( )Дисперсно упрочненные оксидами ДУО стали :Аустенитные стали –радиационное распухание; – ;радиационная ползучесть –высокая температура – ;радиационного охрупчивания Доза ~ 50 сна, T<400 °C :ДУО стали наноразмерные частицы / (оксид а ов точечные ):дефекты  -ловушки для радиационно индуцированных точечных ;дефектов препятствие движению .дислокаций устойчивость к распуханию высокая температура эксплуатации Ожидается: доза >100 сна, T > 600 °C Требуются дополнительные исследования -Технология создания ДУО сталей 33
  6. 6. Наш подход к пониманию радиационной толерантности в ДУО сталях -Этапы изучения радиационно :стойких ДУО сталей Концептуальное создание модели повышения радиационной стойкости ДУО ;сталей  ( ,Производство ДУО стали методика , );параметры готовый образец Исследование исходной микроструктуры ;образцов стали Моделирование реакторных условий ,эксплуатации материалов путем облучения образцов стали ускоренными ионами при ( ,заданных параметрах облучения доза ) ;температура и времени Электронная микроскопия высокого разрешения для изучения атомистических ,аспектов радиационного повреждения определения степени когерентности ( - ).межфазных границ матрица оксид Мы ориентированы на науку, но с целью продвижения технологии ядерных энергетических материалов 6
  7. 7. 08 18 10Микроструктура стали Х Н Т08 18 10Микроструктура стали Х Н Т 0,5% .ДУО с вес порошка оксидов0,5% .ДУО с вес порошка оксидов (80%Y(80%Y22OO33-20%ZrO-20%ZrO22)) Высокая плотность нановыделений↑ ~ 8 10∙ 15 см-3 .Ср размер нановыделений ~10нм .Ср размер зерна ~1,2 мкм .Эл дифракция .Рис 1 .Рис 2 .Рис 3 .Рис 4 Zr Y2O3+2ZrO2 Y→ 2(ZrxTi1- 44
  8. 8. 004004 1.0 µm1.0 µm1.0 µm1.0 µm1.0 µm 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV 004 0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500 1650 Counts OKa SiKa TiLlTiLa TiKa TiKb CrLlCrLa CrKa CrKb FeLlFeLa FeKesc FeKa FeKb NiLlNiLa NiKa NiKb YLl YLaZrLl ZrLa Element O Si Ti Cr Fe Ni Y Zr Total Mass, % 3,03 0,69 0,3 18,88 65,88 9,7 0,99 0,54 100% Atom, % 9,78 1,26 0,32 18,67 60,65 8,49 0,57 0,3 100% Повышение стабильности дисперсных оксидов при частичной замене Y на Zr Y Zr 55
  9. 9. Высокая плотность нановыделений↑ ~ 8∙1015 см-3 Ср. размер зерна ~1,2 мкм k2 - мощность стоков Х18Н10Т ДУО (ХФТИ) k2 =9,1·1014 m-2 Эволюция исследований стали Х18Н10Т ДУО ~50% (320) Каждые 2 плоскости будет формироваться дислокация несоответствия (320) 9
  10. 10. Прочностные параметры ДУО стали выше в 2-3,5 чем у базовой стали Х18Н10Т Структура и механические свойства Х18Н10Т и стали Х18Н10Т ДУО обычная ДУО (~ 10 nm, 1016 cm-3 ) 1010
  11. 11. Микроструктура облученной стали (Тобл=615 ºС, E=1,8 МэВ Cr3+ ) выдел ения поры поры Х18Н10ТХ18Н10Т Х18Н10Т ДУОХ18Н10Т ДУОD=25 сна D=25 сна D=50 сна D=50 сна D=100 снаD=100 сна 11
  12. 12. Конструкционные материалы Економика Безопасность 1. 2. 3. ОтветыВопросы Заключение: 12
  13. 13. 13 13

×