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用于核聚變反應的碳化硅陶瓷基復合材料

英國國家復合材料中心和原子能管理局正在合作開發一種“核聚變級”的碳化硅陶瓷基復合材料,以支持其HASTE-F計劃。

用于核聚變反應的碳化硅陶瓷基復合材料

HASTE-FRoyce材料挑戰加速器計劃(Materials Challenge Accelerator Programme, MCAP)資助,由英國原子能管理局領導,專注于解決使用碳化硅復合材料(SiC/SiC)作為聚變材料的關鍵工程挑戰。與原子能管理局合作,英國國家復合材料中心已經確定了碳化硅復合材料制造的一個關鍵步驟變化,有可能改變核聚變行業,為“核聚變級”碳化硅材料開發高效,可擴展和具有成本效益的制造路線。

英國原子能管理局高級材料工程師James Wade-Zhu博士在一份聲明中表示,碳化硅復合材料有潛力通過使反應堆在更高的溫度下運行來提高熱效率,從而大大提高聚變能源生產的商業可行性。他們很高興與英國國家復合材料中心密切合作,解決當前等級碳化硅復合材料的可擴展性,可成形性和性能方面的問題,并在此過程中打造富有競爭力的本土產品。

碳化硅復合材料是一種耐損傷材料,具有優異的耐輻射性能,工作溫度可達1600℃。該材料還具有更低的密度,比傳統金屬材料具有優勢。據報道,與高強度的鋼鐵相比,同樣的設計下,核聚變反應堆中使用的碳化硅復合材料組件有可能使每千兆瓦熱能產生的發電量增加一倍。

根據英國國家復合材料中心的說法,此次合作帶來了重大的工藝創新,將制造成本降低到目前的1/5,同時縮短了周期時間。與目前的制造方法相比,通過實現更復雜的形狀和更厚的截面,Haste-F還增加了核聚變關鍵部件的設計自由度。

通過開發用于聚變反應堆等極端環境的高價值復合材料,加速新能源的產出效率。這將為英國打開大批量、高性能碳化硅復合材料的大門,推動核能、國防、航天和航空航天等使用高溫陶瓷基復合材料的行業的重大轉型。


此文由中國復合材料工業協會編譯,文章不用于商業目的,僅供行業人士交流,引用請注明出處。


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