Фізико-технологічні основи вдосконалення існуючих і створення нових сплавів та сполук для ядерно-енергетичних установок нового покоління
Вивчення результатів використання високочистих металів, одержаних методами дистиляції, сублімації і електронно-променевої плавки у високому та надвисокому вакуумі для створення новітніх конструкційних матеріалів для ядерно-енергетичних установок.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 27.09.2014 |
Размер файла | 76,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для більш повної характеристики сплавів та їх придатності до використання у РСР було досліджено вплив електронного опромінювання і розплаву фторидних солей ZrF4 - NaF на механічні і корозійні властивості сплавів типу Хастелой. Прокатані зразки сплавів завтовшки 0,3 мм, розмірами 24х28 мм монтували в ампулах з вуглець- вуглецевого композиту. Після монтажу зразків в ампулу заливали розплав фторидів цирконію і натрію.
Опромінювання зразків проводили на спеціально створеному стенді для радіаційних випробувань, який було встановлено на виході лінійного прискорювача електронів ЛУЕ-10 з енергією 10 МеВ і потужністю 5 кВт (густина струму 0,5 мА/см2) при температурі 650С протягом 700 год. Значення питомого енерговиділення електронного пучка (Edep) на вході в перший зразок згідно з розрахунками було 5,0 кеВ/ат., а на виході з останнього - 64 еВ/ат.
Результати механічних випробувань зразків з сплавів типу Хастелой (Твипр = 20 і 650°С) після електронного опромінювання в розплаві солей фторидів цирконію і натрію при температурі 650°С протягом 700 год. і без опромінювання наведені в табл.5.
Більш низькі значення межі текучості і пластичності зразків можна пояснити різними умовами опромінювання, а також особливостями дії електронного опромінювання на хімічну кінетику в розплаві солей фторидів. З дослідження мікроструктури зразків сплавів А і Б, опромінених до різної дози, витікає, що зразки сплаву А більш схильні до корозії, ніж зразки сплаву Б. Значення мікротвердості зразків сплавів з величиною питомого енерговиділення електронного пучка 5066 і 64 еВ/ат для зразків сплаву Б Нм складає 3210, 3000 МПа, відповідно, для зразків сплаву А мікротвердість однакова і складає Нм=2860 МПа. Вимірюванням величини мікротвердості по товщині зразка не вдалося знайти відмінності в мікротвердості між серединою і краями зразка. Дослідження морфології поверхні показало, що зразки, які одержали величину питомого енерговиділення електронного пучка 5066 еВ/ат, мають більшу кількість міжзеренних тріщин. На поверхні розриву зразків після механічних випробувань видно, що їх руйнування відбувається крихко, переважно по границях зерен, хоча окремі зерна і розриваються пластично. Введення додатків ніобію та ітрію в сплав Б значно покращує механічні властивості цього сплаву.
Методом вторинно-іонної мас-спектрометрії (ВІМС) досліджено елементний склад вихідних сплавів типу Хастелой і розподіл натрію, цирконію, алюмінію, хрому, заліза, титану в цих зразках по глибині після корозійних випробувань при температурі 650°С протягом 700 год. як в умовах опромінювання електронами, так і без опромінювання. На зразках після корозійних випробувань було досліджено розподіл основних складових сплаву типа Хастелой -Ni (маси 60 и 58), Mo (основний ізотоп 98 маса), Cr (основний ізотоп 52 маса), Ti (основний ізотоп 48 маса), Al -27 маса.
Процес корозії сплаву типу Хастелой в розплавах фторидів цирконію і натрію без опромінювання характеризується слабкою взаємодією компонентів суміші із сплавом, відсутністю плівок оксидів на поверхні. Проникнення атомів Zr і Na всередину сплаву відбувається на глибину близько 5 мкм. Поверхня зразка збіднюється Cr на глибину 8...10 мкм. Проходить збагачення Ti на глибину 2 ...10 мкм від поверхні зразка. Процес корозії сплавів типа Хастелой в розплавах фторидів цирконію і натрію в умовах опромінювання характеризується таким чином:
- у зразках сплаву А, після опромінювання до дози 5066 еВ/ат, спостерігається збіднювання поверхневого шару Al на глибину до 7 мкм і збагачення поверхневих шарів Ti, Cr, Fe;
- у зразках сплаву Б, після опромінювання до дози 5066 еВ/ат, спостерігається зменшення концентрації Ti, Cr, Al, Fe в поверхневих шарах до 10 мкм;
- товщина шару на яку проникає Na углиб зразків сплавів А і Б складає більше 20 мкм після опромінювання до дози 5066 еВ/ат;
- зразки сплаву Б характеризуються більш низькими значеннями глибини проникнення Na і Zr всередину зразка, ніж зразки сплаву А. Зменшення дози опромінювання зменшує величину проникнення Zr і Na углиб зразків;
- хімічна корозійна кінетика сплавів типу Хастелой в розплаві солі під опромінюванням контролюється дозою поглиненої енергії, а не об'ємом і швидкістю перенесення компонентів розплаву в приповерхневих областях.
Рентгено-фазовий аналіз зразків сплавів типу Хастелой після корозійних випробувань показав:
- після корозії без опромінювання в зразках знайдена фаза Ni3Al(Ti) з кубічними гратками, які супроводжуються з'єднаннями - NiAl або Ni2Al3. Присутні з'єднання Ni3Mo, сліди фази NiCr;
- в результаті опромінювання змінюється фазовий склад сплавів в порівнянні з вихідними сплавами і сплавами після корозійних випробувань без опромінювання.
Механічні випробування зразків сплавів типу Хастелой, як у вихідному стані, так і після корозійних випробувань при опромінюванні і без опромінювання дозволяють зробити висновок про те, що обидва варіанти сплавів мають високі характеристики міцності і пластичності. Корозійні випробування без опромінювання не приводять до значної зміни механічних властивостей сплавів. Проведення опромінювання зразків знижує їх механічні характеристики.
Зразки сплаву Б характеризуються більш високими корозійними властивостями, а також за своїми характеристиками міцності і пластичності, вони можуть бути запропоновані як конструкційний матеріал, придатний для використання при виготовленні конструкцій паливного контуру рідинно-сольових реакторів.
У шостому розділі “Аналіз застосування тугоплавких металів і сплавів у якості конструкційних матеріалів підземного ядерного реактора” розглянуто властивості тугоплавких металів і сплавів в умовах роботи підземного ядерного реактора конструкції Ед.Телера, М.Ішикави, Л.Вуда. Дана конструкція є високотемпературним швидким реактором-розмножувачем з газовим теплоносієм. Умови, при яких в ньому повинні працювати конструкційні матеріали, такі: тиск гелію 5...10 МПа; температура гелію - на вході 500К, на виході 1000К; температура стінки паливного елемента - 1150 К, в аварійному режимі 1370К; інтегральна доза опромінювання конструкційних матеріалів 3,5·1023 н/см2.
В якості матеріалів, придатних для використання в ПЯР були розглянуті такі метали: ніобій, тантал, вольфрам і реній. Температура плавлення і температура рекристалізації всіх металів знаходиться значно вище за робочі температури ПЯР реактора. Коефіцієнт лінійного розширення для всіх металів складає (4,6...7,0)·10-6 К-1 і трохи збільшується зі зростанням температури. Коефіцієнт теплопровідності у трьох металів (Nb, Ta, Re) практично не відрізняється і складає близько 50 Вт/м·К, при підвищенні температури з 300 до 1000 К значення коефіцієнта теплопровідності підвищується на 5...10%. Вольфрам при кімнатній температурі має значення коефіцієнта теплопровідності 162,8 Вт/м·К, що в три рази вище, ніж у Nb, Ta, Re. При підвищенні температури до 1000К теплопровідність вольфраму зменшується приблизно на 28%. Іншою істотною відмінністю у властивостях цих металів є їх густина, яка змінюється від 8,57 до 19,3 г/см3 для Nb, Ta, Re і W, відповідно. З погляду отримання мінімальної ваги конструкції перевага віддається ніобію. Коефіцієнт поглинання швидких нейтронів у ніобія майже в два рази нижче, ніж у вольфраму і в три рази менше ніж у танталу.
Проведено розрахунок деяких параметрів умов роботи трубок теплоносія в тепловиділяючих елементах реактора. Згідно умовам роботи ПЯР його температурні параметри будуть такими. Температура внутрішньої стінки трубки теплоносія буде приблизно на 150о буде перевищувати температуру теплоносія, тобто Тмакс=1000 К. Температура зовнішньої стінки трубки теплоносія визначається співвідношенням:
Тзов= qs/ Rзов. ln( Rзов/Rвн) + Твн, (3)
де qs - тепловий потік, що підводиться до зовнішньої поверхні трубки теплоносія (2,52·102 Вт/cм2); - коефіцієнт теплопровідності матеріалу трубки; Rзов, Rвн - зовнішній і внутрішній радіус трубки; Твн, - температура внутрішньої поверхні трубки. Розрахована залежність різниці температури між зовнішньою і внутрішньою стінкою при товщині стінки 0,25 мм. Найменша різниця температур між внутрішньою і зовнішньою поверхнею спостерігається у W. Підвищення товщини стінки трубки теплоносія викликає збільшення градієнта температури між зовнішньою і внутрішньою стінкою. Розрахунок термічних напруг на поверхні трубки за рахунок різниці температур показав, що високі значення теплопровідності даних металів дозволяють проводити теплопередачу без надмірних термічних напружень в трубках теплоносія. За ступенем термічних напружень (при Т ~10К, товщина трубки 0,3 мм) вони розташовуються таким чином: Re-20,2; W-13,3; Ta-8; Nb-6,8 МПа.
Робочий тиск гелію в трубці теплоносія повинен бути Рроб = 5,3 МПа, максимальний тиск (аварія) може досягати Рмакс = 10,0 МПа. Напруження, що виникають під дією тиску газу усередині трубки, будуть визначатися таким виразом:
(r)екв = 2Р R зов 2 / (Rзов2 -Rвн2) , (4)
де Rзов, Rвн - зовнішній і внутрішній радіус трубки, Р - тиск газу теплоносія в трубці.
Із розрахунків виходить, що величина напружень при товщині стінки трубки теплоносія більше 0,3 мм не перевищує 50 і 100 МПа для робочих і аварійних режимів, відповідно.
Виконаний аналіз можливості застосування в якості конструкційних матеріалів для підземного реактора металів: Nb, Ta, W, Re і сплавів на їх основі показав, що:
- Чисті метали ніобій і тантал при температурах (1000...1400К) мають недостатню міцність;
- Вольфрам і реній мають задовільний рівень міцності, проте їх пластичні характеристики незадовільні.
На жаль, за механічними характеристиками жоден з розглянутих металів не задовольняє вимогам, що пред'являються до конструкційного матеріалу реактора ПЯР. Тому чисті метали - ніобій, тантал, вольфрам і реній - не можуть бути використані як конструкційні матеріали підземного ядерного реактора головним чином через недостатню міцність. Застосування можуть знайти лише їх сплави.
З розглянутих сплавів найбільший інтерес представляють сплави на основі Та - вони мають ряд переваг в порівнянні зі сплавами на основі інших тугоплавких металів. Сплави Та типу Та-W-Hf мають високі вихідні механічні властивості при температурах 1000...1300К. При опромінюванні вони схильні до мінімальної деградації фізико-механічних властивостей, а явища трансмутації в них при нейтронному опромінюванні можуть робити навіть позитивний вплив на деякі механічні характеристики.
Враховуючи важливість зменшення ваги конструкцій реакторів в якості конструкційних матеріалів для підземного реактора треба розглядати сплави на основі ніобію з відповідними компонентами, що їх зміцнюють - танталом, вольфрамом, цирконієм та їх з'єднаннями.
У сьомому розділі “Синтез і вплив домішок на властивості високотемпературних надпровідних керамік, одержаних із високочистих компонентів” розглянуто електрофізичні властивості високотемпературних надпровідних керамік, одержаних із компонентів різного ступеню чистоти. Проведена оцінка домішкового складу ВТНП керамік. Показано, що основними домішками у ВТНП кераміках є такі елементи: Na, Ко, Si, Mg, B, Al, С, Fe, Cr, N, Cl.
Таблиця 2. Типи високотемпературних надпровідних керамік на яких були проведені дослідження
Тип кераміки |
Проведене дослідження |
|
YBa2Cu3Ox, Bi4Sr3Ca3Cu4Ox, Bi(4334); Bi2Sr2Ca2Cu3Ox, Вi2Sr2CaCu2O8+x |
розрахунок домішкового складу |
|
Y2O3, Bi2O3, CuO, CaCO3, SrCO3, BaCO3, YBa2Cu3Ox, BiSrCaCu2Ox, Bi4Sr3Ca3Cu4Ox, Bi1,7Pb0,3Sr2Ca2Cu3Ox, Bi2Pb0,05Sr2Ca1Cu2Ox, Tl2Ва2Са2Сu3Оу, La2-xBaxСuO4-, |
газовиділення із вихідних компонентів і синтезованих керамік |
|
YBa2Cu3Ox, Bi4Sr3Ca3Cu4Ox, Bi1-хPbхSrCaCu2Ox, |
синтез із речовин різного ступеня чистоти, вплив додатків різних металів на властивості |
|
YBa2Cu3Ox, Bi1-хPbхSrCaCu2Oу |
деградація властивостей під дією тривалого пропускання електричного струму |
Дослідження газовиділення на різних стадіях синтезу ВТНП, одержаних за керамічною та нітратною технологіями, показало, що при неповному проходженні синтезу для зразків керамік характерне інтенсивне газовиділення в інтервалі температур 20...400°С, різке збільшення виділення СО і СО2 при температурах вище 600°С, що свідчить про неповне проходження реакції розкладання карбонату барію при цих температурах і тривалості синтезу. Для повністю синтезованого з'єднання YВа2Сu3Оx в спектрі залишкових газів є тільки один пік газовиділення СО і СО2 при температурі 620°С. Пік газовиділення в інтервалі температур 300...450°С, присутній майже на всіх спектрах, його наявність пов'язана з виділенням з об'єму зразка ОН і Н2О, кількість яких залежить як від способу отримання, так і від історії зразка. Найбільше газовиділення відбувається в інтервалі температур 500...700°С, для нього характерне різке виділення кисню починаючи з температури 560°С, з максимумом в районі 620...650°С. Величина піку О2 більш ніж в два рази перевищує величини піків СО і СО2. Відмітною особливістю газовиділення з Bi і La керамік, на відміну від керамік на основі Y і Т1, є відсутність виділення О2 у всьому дослідженому діапазоні температур.
Вивчення характеру газовиділення дозволяє вибрати умови і вид необхідної термообробки для різних типів ВТНП керамік. Застосовуючи різні газові середовища і вакуумну термообробку під час відпалу керамік і порошків ВТНП, можна значно зменшити в них вміст домішок, поліпшити властивості і підвищити струмові характеристики виробів. При проведенні остаточної термообробки дротів з металевою оболонкою необхідно знати в якій температурній області відбувається інтенсивне газовиділення. Стрімке нагрівання провідника може привести до інтенсивного газовиділення з нього і розриву оболонки. Методика дослідження газовиділення дозволяє проводити кількісні оцінки вмісту кисню і інших газів, що виділяються з високотемпературних надпровідників.
Досліджено впливи інтегрального ступеня чистоти вихідних компонентів для синтезу на електрофізичні властивості ВТНП. За стандартною керамічною технологією з вихідних компонентів різного ступеня чистоти були синтезовані кераміки YBa2Cu3Ox, Bi4Sr3Ca3Cu4Oх.. На одержаних зразках вимірювали Тк, Тк, температурний хід електроопору. На рис.6 представлено температурний хід електроопору в різних магнітних полях зразків кераміки Y (123), синтезованих із компонентів різного ступеню чистоти: а - Y2O3 - ІтО-В (99,9997), BaCO3 (99,83),CuO (99,5) -“особої чистоти” “ОСЧ”; б - Y2O3 - ІтО-Люм (99,98), BaCO3 (99,0), CuO (99,0) - “чисті для аналізу” “ЧДА”. Значення індукції магнітного поля В: 1-0; 2 -0,1; 3 - 0,5; 4 - 2; 5 - 5Тл.
Найбільш сильно вплив ступеня чистоти позначається на залежності температурного ходу електроопору в магнітних полях (до 5Тл). З проведених експериментальних досліджень виходить, що (1) чистота грає сприятливу роль для зразків ВТНП керамік, (2) синтез зразків необхідно проводити з найчистіших компонентів за оптимальних умов термообробки. Досліджено вплив домішок на електрофізичні властивості ВТНП керамік. Порошки надпровідних керамік Y(123) синтезували за звичайною керамічною технологією. Вихідні порошки кераміки Вi(4334) синтезували за оксалатною технологією. У синтезовані порошки керамік Y(123) вводили домішки К, Na, Ca, Mg, B, Si, Al, С, Ge, Ti, Zr, Р і ін. у вигляді оксидів, карбонатів або чистих металів в кількості до 1 мас. % (до 0,1 моль %). У вісмутову кераміку вводили домішки Na, P, С, Si.
На зразках з введеними домішками вимірювали температурний хід електроопору, критичну температуру надпровідного переходу (індуктивним і резистивним методами), температурна залежність густини критичного струму, проводилися магнітні вимірювання. З температурного ходу електроопору зразків кераміки YВа2Сu3О7- Мех з домішками: натрієм, магнієм, кальцієм, калієм, бором, алюмінієм, цирконієм, титаном, германієм, вуглецем, кремнієм і Вi(4334) кераміки з домішками кремнію, вуглецю, фосфору визначали величину Тк, а також коефіцієнт = dT/dx впливу концентрації домішки (х, ат.%) на критичну температуру надпровідного переходу (див. табл.3).
Таблиця 3. Ступінь впливу домішок на Тк ВТНП керамік
Домішка |
= dT/dx, К/ат % |
Домішка |
= dT/dx, К/ат % |
|
Y Ва2Сu3О7- Мех |
||||
K |
-0,23 |
Al |
-0,5 |
|
Na |
0,60 |
C |
0,3 |
|
Ca |
-1,1 |
Ge |
-1,3 |
|
Mg |
-4,5 |
Ti |
-0,8 |
|
B |
-1,0 |
Zr |
-2,3 |
|
Si |
-0,5 |
|||
Вi(4334) |
||||
Na |
160 K/мас.% |
Si |
0 |
|
P |
-30 K/мас.% |
C |
-40 K/мас.% |
Вимірювання величини критичного струму в інтервалі температур від 4,2К до 77 К показало, що одні домішки підвищують Jк, а інші зменшують. Запишемо величину густини Jк з введеними домішками у вигляді:
Jk(T,H) = Jko(T,H) + i dxi, (5)
де =dJк(Т)/dх.
Ступінь впливу окремих домішок на величину критичного струму в даному випадку також можна охарактеризувати коефіцієнтами і, значення яких наведені в табл.8 для низки домішок металів.
Проведення досліджень рентгенівського фазового аналізу зразків ітрієвої і вісмутової керамік з введеними домішками показало, що:
- введення в ітрієву кераміку домішок - В, Al, Si приводить до переходу основної ромбічної фази в тетрагональну при концентрації домішок вище 0,5 мас.%. При цьому плавно збільшується кількість других фаз Y2ВаСuО5, ВаСuО2 і СuО, а також з'являються нові фази взаємодії Z кількість яких недостатньо для ідентифікації;
- домішки - С, Nа, К, Мg, Zr істотно не впливають на структуру основної фази;
- домішки - Тi, Gе, Аl викликають незначне збільшення періодів комірок, що вказує на можливе розчинення домішки у фазі Y-123, а також спостерігається зростання фаз розпаду Y-123 і з'являються рефлекси нової фази;
- добавки всіх домішок у вісмутову кераміку (4334) зменшують період “с” елементарної комірки (окрім добавки С 0,2 мас.%, яка трохи збільшує період).
Введення добавок срібла істотно змінює властивості керамік Y-123 і ВiРb(1112). Електрофізичні характеристики вісмутової кераміки складу Вi1-хРbХSrСаСu2ОУ з різною концентрацією срібла показують, що введення срібла приводить до незначного зменшення Тк, а також до зменшення величини питомого електроопору, проте воно не таке істотне, як у випадку кераміки Y-123.
Введення срібла у вісмутову кераміку до 5 мас.% підвищує критичну густину струму в порівнянні з вихідним зразком. Подальше підвищення концентрації срібла до 10 мас.% зменшує густину критичного струму, а підвищення вмісту срібла до 20 мас.%, трохи збільшує критичну густину струму. Як випливає з проведених досліджень, для кераміки Y-123 найперспективнішими легуючими елементами є кальцій, цирконій, які не сильно погіршують критичну температуру надпровідного переходу, сприяють підвищенню струмових характеристик. Легування малими кількостями домішок кераміки Y-123 з добавками срібла приводить до підвищення струмових характеристик, зменшення питомого електроопору за рахунок утворення навкруги зерна тонкого прошарку срібла.
Досліджено процес тривалого пропускання постійного електричного струму через зразки керамік YBa2Cu3Oх при температурі рідкого азоту, і Bi1-х PbхSrCaCu2Oу в інтервалі температур 77...200 К.
Проходження електричного струму густиною ~ 50 А/см2, при температурі 77 К через зразки кераміки YBa2Cu3Oх протягом: до 82 год. - істотних змін не викликає; до 104 год. змінюється характер ходу електроопору; при витримці вище 160 год. - відбувається деградація властивостей ВТНП, що пов'язане з перерозподілом вмісту кисню.
Пропускання електричного струму густиною ~ 50 А/см2 при температурі 77...200 К протягом тривалого часу через зразки кераміки Bi1-хPbхSrCaCu2Oу не викликає зміни характеру залежності R(Т) і густини критичного струму. Результати експерименту показали, що для повної характеристики високострумових ВТНП необхідно проводити випробування надпровідників під дією тривалого пропускання електричного струму.
Показано, що ядерно-фізичні методи є важливим інструментом для вивчення елементного складу ВТНП, просторового розподілу О, С, F і N в об'ємі ВТНП і на межі метал-надпровідник.
Одержані дані знайшли практичне застосування при встановленні оптимальних режимів термообробки ВТНП керамік. Результати досліджень застосовані у виробленні технічних умов для виробництва YBa2Cu3Oх.
Висновки
У результаті проведення комплексних експериментальних досліджень розв'язана проблема щодо розробки фізико-технологічних основ створення конструкційних матеріалів на основі високо чистих металів, їх сплавів і сполук для ядерних енергетичних установок нового покоління. Встановлені фізико-технологічні параметри зміни властивостей цих матеріалів під дією корозії і радіаційного опромінювання. Поліпшені властивості і оптимізовані характеристики високотемпературних надпровідників при використанні вихідних компонентів різного ступеня чистоти і легуючих додатків.
Основні наукові і практичні результати роботи такі:
1. Набули подальшого розвитку фізико-технологічні основи отримання металів високої чистоти. Проведено оцінку поглинання домішок з газової і парогазової атмосфери, яка оточує речовину, що рафінується при ЕПП, сублімації, дистиляції, зонній плавці, електропереносі. Розвинені методи отримання металів високої чистоти дають можливість створити необхідні передумови для їх використання при одержанні перспективних матеріалів для ядерно-енергетичних установок нового покоління.
2. Обґрунтовано використання засобів безмасляного вакуумного відкачування і мас-спектрометричного контролю складу залишкових газів в установках ЕПП і ЗП, що дає можливість досягти більш високого рівня чистоти матеріалів. Встановлено нові закономірності рафінування хімічно активних тугоплавких металів при плавці в надвисокому вакуумі.
3. Поліпшено технологію сублімації тетрафториду цирконію, що дозволило підвищити його чистоту. Відновлення тетрафториду цирконію з низьким вмістом домішок дає можливість підвищити якість кальцієтермічного цирконію і його сплаву з ніобієм.
4. Створено комплексну технологію рафінування Zr, Hf, Fe, Ni, Sc, Mn, Cu, застосування якої дало можливість одержати метали високого ступеня чистоти і виготовити сплави на їх основі.
5. Створено технологію виплавки, деформації і термообробки нікелевих сплавів типу Хастелой, що дало можливість на основі отриманих високочистих компонентів виплавити нікелеві сплави та виготовити з них зразки конструкційного матеріалу придатного для використання в конструкціях рідинносольового реактора.
6. Дослідження властивостей зразків сплавів у вихідному стані та корозійні випробування в розплавах фторидів солей цирконію і натрію в умовах опромінювання електронами, так і без опромінювання, показали, що сплави такого складу можуть використовуватися як конструкційні матеріали для рідинносольового реактора.
7. Проаналізовано можливість застосування тугоплавких металів Nb, Ta, W, Re в якості конструкційних матеріалів для роботи в підземному ядерному реакторі. Показано, що ці метали в чистому вигляді не можуть використовуватись в якості конструкційних. Для роботи в умовах такого реактора для виготовлення тепловиділяючих елементів найкраще підходять сплави типу Ta-W-Hf.
8. Вперше вивчено газовиділення з ВТНП кераміки на різних етапах її синтезу, з'ясовано вплив чистоти вихідних компонентів і легуючих домішок на електрофізичні властивості високотемпературних надпровідних сполук YBa2Cu3Ox, Bi4Sr3Ca3Cu4Ox, Bi1-хPbхSrCaCu2Ox, що синтезуються. Це дозволило визначити шляхи оптимізації складу і умов термообробки ВТНП керамік у вакуумі і контрольованих середовищах. Дослідження деградації електрофізичних властивостей високотемпературних надпровідників в результаті тривалого пропускання електричного струму показало, що це явище є суттєвим для керамік на основі ітрію.
Список праць, опублікованих по темі дисертації
1. О поглощении примесей из газовой фазы в процессе зонной очистки циркония / Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Береснев В.М., Лавриненко С.Д., Нечаев В.В. // Известия АН СССР. Металлы. - 1975. -№3.- С. 74-79.
2. Определение углерода в ниобии и железе методом активационного анализа на ускоренных протонах / Вьюгов П.Н., Дикий Н.П., Лавриненко С.Д., Литвиненко А.С., Попов А.И. // Вопросы атомной науки и техники.- 1983. вып.1(2). - С.50-52.
3. Ажажа В.М, Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д. Исследование влияния степени чистоты на свойства ванадия, ниобия и циркония // Высокочистые вещества. -1987.- № 3. - С.53-55.
4. Синтез и некоторые свойства керамики BiSrCaCuO / Бовда А.М., Верхоробин Л.Ф., Лавриненко С.Д., Тихинский Г.Ф., Фролов В.А. // Вопросы атомной науки и техники. - 1989. - Вып.7(7). - С.6-9.
5. Влияние термодесорбции в вакууме на некоторые свойства сверхпроводящей иттриевой керамики / Ажажа В.М., Бобров Ю.П., Крюков В.Б. Лавриненко С.Д., Оковит В.С., Стародубов Я.Д., Тихинский Г.Ф., Чиркина Л.А // Вопросы атомной науки и техники.-1990. -Вып. 9(17). -С. 41-44.
6. Исследование диффузии кислорода в Y1Ba2Cu3Oх с помощью ядерной реакции О(р,a)N / Ажажа В.М., Скакун Н.А., Гринченко А.Ю., Деев А.С., Лавриненко С.Д., Олейник В.А., Светашов П.А. // Сверхпроводимость: физика, химия, техника. -1990. - Т.3, № 5. - С.913-919.
7. Исследование влияния примесей на Тк керамики Y-Ва-Си-О / В.М. Ажажа, С.Д. Лавриненко, Г.Ф. Тихинский, И.Н. Токарь // Высокочистые вещества. - 1990.- №5. - С.60-63.
8. Рафинирование редкоземельных металлов физическими методами / Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д, Павлов В.С., Пилипенко Н.Н., Тихинский Г.Ф. // Высокочистые вещества. - N 2. - 1993. - С.5-12.
9. Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д. Влияние вакуумных условий на рафинирование активных тугоплавких металлов // Высокочистые вещества. - 1994. -№3. - С.76-83.
10. Oчистка кальциетермического циркония и гафния от кислорода / Ажажа В.М, В'югов П.Н., Лавриненко С.Д., Мухачев А.П., Пилипенко Н.Н. // Вопросы атомной науки и техники.- 1997. -Вып.1(65), 2(66). -С.144-150.
11. Лавриненко С.Д. Газовыделение из ВТСП и исходных компонентов для их синтеза. // Вопросы атомной науки и техники. - 1998. -Вып. 1(2). -С. 86-94.
12. Анализ применимости тугоплавких металлов и сплавов в качестве конструкционных материалов подземного ядерного реактора / Ажажа В.М., Воеводин В.Н., Вьюгов П.Н., Зеленский В.Ф., Еленский В.А., Лавриненко С.Д., Неклюдов И.М., Пилипенко Н.Н. // Вопросы атомной науки и техники. - 1998. - Вып.3(69),4(70). - С.106-108.
13. Рафинирование меди / В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники. - 1999. - Вып.1(9). - С.44-47.
14. Анализ процессов сублимации тетрафторида циркония / Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д., Пилипенко Н.Н., Рябоконь А.Р., Шишкин В.Н., Чеченев Н.Д., Мухачев А.П., Линдт К.А., Лахов А.М., Попов В.И., Уманец М.П., Коцарь М.Л., Никонов В.И. // Вопросы атомной науки и техники.- 2000.- №4. -С.93-98.
15. Электронно-лучевая плавка циркония / Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д., Лапшин В.И., Пилипенко Н.Н. // Вопросы атомной науки и техники. - 2000. - №5. - С.3-11.
16. Рафинирование железа физическими методами / В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники. - 2001. - №2. - С.107-109.
17. Получение марганца высокой степени чистоты методом дистилляции / Ажажа В.М. В'югов П.Н., Лавриненко С.Д., Пилипенко Н.Н., Шаповал Б.И. // Вісник Харківського університету. Серія фізична “Ядра, частинки, поля”. - 2001. - Вып.4. С.89-92.
18. Использование масс-спектрометра для контроля состава слитков в процессе электронно-лучевой плавки металлов / В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко // Заводская лаборатория. Диагностика металлов. -2001.- №12. -С. 6-8.
19. Механические свойства скандия различной чистоты / Ажажа В.М., Волокита Г.И., Лавриненко С.Д., Вьюгов П.Н., Емлянинова Т.Г. // Вопросы атомной науки и техники. -2002. -№1. -С.44-46.
20. Электронно-лучевая плавка титана, циркония и гафния / Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д., Пилипенко Н.Н, Болков А.Ф., Лахов А.М., Линдт К.А., Мухачев А.П., Попов В.И. // Вопросы атомной науки и техники.- 2002. №6, вып.(82) - С.95-99.
21. Рафинирование никеля методом электронно-лучевой плавки / Ажажа В.М., Бобров Ю.П., Вирич В.Д., Вьюгов П.Н., Дмитренко О.Е., Кожевников О.Е., Лавриненко С.Д., Пилипенко Н.Н., Пелых В.Н. // Вісник Харківського університету. Серія фізична: “Ядра, частинки, поля”. - 2003. -Вип. 2 /22/. -С.118-122.
22. Лавриненко С.Д. Влияние примесей на свойства ВТСП керамик // Вопросы атомной науки и техники. - 2003 г. - №5, вып(13). - С.60-67.
23. Розробка сплаву для паливного контуру рідинно-сольових реакторів. / Ажажа В.М., Бобров Ю.П., Ванжа О.Ф, В'югов П.М., Ємлянінова Т.Г., Ковтун К.В., Лавриненко С.Д., Пилипенко М.М., Савченко В.І., Солопіхін А.Д., Стеценко С.П.. // Вісник Харківського університету. Серія фізична “Ядра, частинки, поля”. - 2004. - № 619. - Вып. 1(23). - С.87-93.
24. Коррозия облученных Ni-Mo сплавов в расплаве фторидов натрия и циркония / Ажажа В.М., Андрійко А.А., Бакай А.С., Волков С.В, Девяткин С.В., Довбня А.Н., Лавриненко С.Д., Омельчук А.А., Широков Б.М. // Вопросы атомной науки и техники. - 2005. №3, - С.134-139.
25. Variation of compositional content in subsurface layers of Hastelloy type alloys as caused by melt of fluorides ZrF4 - NaF and electron irradiation / Azhazha V.M. , Bakai A.S., Bobrov Yu.P., Dovbnya А.N., Lavrinenko S.D., Pylypenko M.M. // Вопросы атомной науки и техники. - 2005. -№.4. - С. 82-89.
26. Совершенствование процесса и оборудования сублимации тетрафторида циркония и гафния / Ажажа В.М., Бобров Ю.П., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д., Пилипенко Н.Н., Рябоконь А.Р., Линдт К.А., Попов В.И., Лахов А.М., Болков А.Ф., Ищенко К.Г., Шишкин В.Н., Чеченев Н.Д., Пузырьков А.Н. // Вопросы атомной науки и техники. - 2006. -№.4. - С. 138-143.
27. Лавриненко С.Д. Получение скандия высокой степени чистоты // Материалы VII конференции стран СНГ по проблеме “Радиационная повреждаемость и работоспособность конструкционных материалов”. Белгород.- 1997.- С.148-151.
28. Цирконий и его сплавы: технологии производства, области применения. Обзор. / Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д., Линдт К.А., Мухачев А.П., Пилипенко Н.Н. - Харьков: ННЦ ХФТИ. -1998. - 89 с.
29. Получение высокочистых металлов: титана, циркония, ванадия, ниобия и тантала / Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Еленский В.А., Лавриненко С.Д., Пилипенко Н.Н. // Вопросы атомной науки и техники.- 1998.- Вып. 1(2).- С.72-76.
30. Лавриненко С.Д. Исследование деградации высокотемпературных сверхпроводников при прохождении тока // Вопросы атомной науки и техники. - 1999. - Вып.1(9). - С.6-10.
31. Взаимодействие в газопаровой фазе при электронно-лучевой плавке металлов / В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники.- 1999.- Вып.1(9).- С.40-43.
32. Влияние вакуумной среды на процессы рафинирования металлов / В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники.- 2000.- №4.- С.90-93.
33. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко Сверхвысоковакуумное оборудование для получения сверхчистых металлов // Сборник докладов 7-го Международного симпозиума “Чистые металлы”.- Харьков.- 2001.- С.64-67.
34. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко Получение высокочистых металлов (Sc, Ti, Fe, Zr, Hf, Cu, V, Nb, Ta) // Cпециальная металлургия: вчера, сегодня, завтра. Материалы Международной научно-технической конференции. - Киев. “Політехніка”. - 2002. - С.79-84.
35. В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко Электронно-лучевая зонная плавка ванадия, ниобия и тантала // Специальная металлургия: вчера, сегодня, завтра. Материалы Международной научно-технической конференции. - Киев “Політехніка”. -2002. - С.220-225.
36. Ажажа В.М., Бобров Ю.П., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д., Пилипенко Н.Н. Онищенко Л.В. Исследование состава газовой фазы в камере сублимации при нагреве тетрафторидов циркония и гафния // Харьковская научная ассамблея ISPM-8. Раздел I Получение высокочистых металлов и сплавов. -Харьков. - 2002. - С.13-16.
37. Ажажа В.М., Вьюгов П.Н., Лавриненко С.Д. Мухачев А.П., Пилипенко Н.Н. Очистка кальциетермического гафния // Высокочистые металлические и полупроводниковые материалы. Сборник докладов 9-го Международного симпозиума “Высокочистые металлические и полупроводниковые материалы”. - Харьков: ННЦ ХФТИ. - 2003. - С.50-54.
38. Ажажа В.М. , Бакай А.С., Бобров Ю.П., Лавриненко С.Д., Петельгузов И.А., СавченкоВ.И. Исследование коррозионной стойкости и механических свойств жаростойкого и жаропрочного никелевого сплава // 3-я Міжнародна конференція “Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій.” Під заг. ред. В.В.Панасюка. Львів: Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенка НАН України. - 2004. - С.659-664.
39. Alloys for molten-salt reactors / Azhazha V.M. , Bakai A.S. , Lavrinenko S.D. , Bobrov Yu.P. , V'yugov P.N., Kovtun K.V., Pylypenko M.M., Savchenko V.I., Solopikhin A.D., Stetsenko S.P., Malykhin D.G. // Вопросы атомной науки и техники.- 2005.- №.4. (87).- С.40-47.
40. The effects of electron irradiation and fluoride salt melt ZrF4 - NaF on mechanical properties of Hastelloy N type alloys / Azhazha V.M., Bakai A.S., Dovbnya А.N., Kovtun K.V., Lavrinenko S.D., Malykhin D.G., Pylypenko M.M., Savchenko V.I., Semenov N.А., Strygunovsky S.V., Shramenko B.I., Wanderka N. // Вопросы атомной науки и техники. - 2005. - №.4.(87). - С. 53-62.
41. Вакуумные условия и ЭЛП циркония / В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, С.Д. Лавриненко, Н.Н.Пилипенко // Вопросы атомной науки и техники. - 2006. -№.4. - С. 144-151.
42. Лазарев Б.Г., Лазарева Л.С., Чупиков А.А., Ажажа В.М., Лавриненко С.Д. Зависимость особенностей хода резистивных кривых в магнитном поле керамики YВа2 Сu3Ох от чистоты исходных материалов // Тр. 2 Всес. конф. по ВТСП. -Киев. -1989. -Т.3. - С.146-147.
43. Ажажа В.М., Бондаренко В.Н., Колот В.Я., Лавриненко С.Д., Левенец В.В., Чирт В.К. Определение состава ВТСП ядерно-физическими методами // Тезисы докл. 2Всес. Сов. по ВТСП. - Киев. -1989. - Т.3. - С.183.
44. Ажажа В.М., Верхоробин Л.Ф., Лавриненко С.Д.,Тихинский Г.Ф., Токарь И.Н., Крайнюкова Н.В., Глубоков А.Ю., Косынкин В.Д., Кучейко С.И. Влияние примесей натрия, углерода, кремния и фосфора на электрофизические свойства керамики состава Bi4 Sr3Ca3 Cu4Oх // Тезисы докл.на III Всес. сов.по ВТСП. - Харьков. - 1991. - Т.4(1). - С.118.
45. Ажажа В.М., Лавриненко С.Д., Тихинский Г.Ф., Токарь И.Н., Крайнюкова Н.В., Прихотько О.Р., Смирнов А.И., Христенко Е.В. Влияние примесей на свойства Y1Ba2Cu3Oх-Ме // Тезисы докл.на III Всес. сов. по ВТСП. - Харьков. - 1991. -Т.4(1). - С. 116-117.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проблеми енергетичної залежності України від Росії та Європейського Союзу. Розробка концепцій енергетичного виробництва та споживання готових енергетичних ресурсів. Залежність між підходом до використання енергетичних ресурсів та економічною ситуацією.
статья [237,2 K], добавлен 13.11.2017Зміни властивостей на передкристилізаційних етапах. Причини високої корозійної стійкості аморфних сплавів. Феромагнетизм і феримагнетизм аморфних металів. Деформація і руйнування при кімнатній температурі. Технологічні особливості опору аморфних сплавів.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.12.2013Теплова потужність вторинних енергетичних ресурсів, використаних в рекуператорі на підігрів повітря і в котлі-утилізаторі для отримання енергії. Використання ВЕР у паровій турбіні і бойлері-конденсаторі. Електрична потужність тягодуттєвих засобів.
контрольная работа [31,9 K], добавлен 21.10.2013Ознакомление с некоторыми сведениями о ядерно-магнитном резонансе и основными направлениями его применения. Описание процедур ориентации протонов, отклонения спинов, прецессии, расфазовки, рефокусировки поперечной и продольной релаксации импульсов.
статья [638,0 K], добавлен 14.01.2011Характеристика основних даних про припої та їх використання. Особливості пайки напівпровідників, сполук припоїв і режимів пайки германія й кремнію. Сполуки низькотемпературних припоїв, застосовуваних при пайці германія й кремнію. Паяння друкованих плат.
курсовая работа [42,0 K], добавлен 09.05.2010Призначення трансформаторів в енергетичних системах для передачі на великі відстані енергії, що виробляється на електростанціях, до споживача. Перевірка відповідності кількості витків заданому коефіцієнту трансформації, визначення втрати потужності.
контрольная работа [163,7 K], добавлен 23.01.2011Спектри поглинання, випромінювання і розсіювання. Характеристики енергетичних рівнів і молекулярних систем. Населеність енергетичних рівнів. Квантування моментів кількості руху і їх проекцій. Форма, положення і інтенсивність смуг в молекулярних спектрах.
реферат [391,6 K], добавлен 19.12.2010Корозія - руйнування виробів, виготовлених з металів і сплавів, під дією зовнішнього середовища. Класифікація корозії та їх характеристика. Найпоширеніші види корозійного руйнування. Особливості міжкристалічного руйнування металів та їх сплавів.
контрольная работа [2,3 M], добавлен 17.11.2010Функціонал електронної густини Кона-Шема. Локальне та градієнтне наближення для обмінно-кореляційної взаємодії. Одержання та застосування квантово-розмірних структур. Модель квантової ями на основі GaAs/AlAs. Розрахунки енергетичних станів фулерену С60.
магистерская работа [4,6 M], добавлен 01.10.2011Фізичні основи процесу епітаксія, механізм осадження кремнію з газової фази. Конструкції установок для одержання епітаксійних шарів кремнію. Характеристика, обладнання молекулярно-променевої епітаксії. Легування, гетероепітаксія кремнію на фосфіді галію.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 29.10.2010Створення економічного способу плавки ожеледі та своєчасному виявленню її утворення, що дає можливість попередити аварії на лініях електропередач. Спосіб зустрічного вмикання фаз. Технічні вимоги до пристрою. Блок-схема системи сигналізації та плавки.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 24.11.2013Вивчення фізичних властивостей галогеносрібних та несрібних фотоматеріалів. Розгляд будови діазоплівки. Характеристика методів ("подвійний", "вибуховий" та негативно-позитивний, з підшаром), причин та способів усунення порушень якості фотолітографії.
курсовая работа [941,7 K], добавлен 12.04.2010Класифікація напівпровідникових матеріалів: германія, селену, карбіду кремнію, окисних, склоподібних та органічних напівпровідників. Електрофізичні властивості та зонна структура напівпровідникових сплавів. Методи виробництва кремній-германієвих сплавів.
курсовая работа [455,9 K], добавлен 17.01.2011Работа энергетических установок. Термодинамический анализ циклов энергетических установок. Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы. Проведение термодинамического исследования идеального цикла теплового двигателя.
методичка [1,0 M], добавлен 24.11.2010Устройство, монтаж и эксплуатация осветительных установок. Планово-предупредительный осмотр, проверка и ремонт осветительных установок, замена ламп и чистка светильников. Техника безопасности при работе в электроустановках напряжением до 1000 вольт.
реферат [215,6 K], добавлен 07.02.2015Розгляд елементів (резистор, конденсатор) та технології виробництва (методи масковий, фотолітографія, комбінований) інтегральних схем. Вивчення особливостей термічного, катодного, іоно-плазмового напилення, анодування та електрохімічного осадження.
курсовая работа [484,7 K], добавлен 09.05.2010Характеристика парогазовых установок. Выбор схемы и описание. Термодинамический расчет цикла газотурбинной установки. Технико-экономические показатели паротурбинной установки. Анализ результатов расчета по трем видам энергогенерирующих установок.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.04.2015Характеристика матеріалів, які використовуються для одержання оптичних волокон: властивості кварцу, очищення силікатного скла, полімерні волокна. Дослідження методів та технології виробництва оптичних волокон. Особливості волоконно-оптичних ліній зв'язку.
курсовая работа [123,3 K], добавлен 09.05.2010Назначение, устройство и принцип работы аккумуляторных установок, их типы. Техническое обслуживание аккумуляторных установок, устранение неисправностей. Назначение аккумуляторных коммутаторов. Техника безопасности при работе с аккумуляторными батареями.
реферат [522,7 K], добавлен 13.11.2014У багатьох металів і сплавів при температурах, близьких до абсолютного нуля, спостерігається різке зменшення питомого опору - це явище зветься надпровідністю. Особливість надпровідників в тому, що силові лінії магнітного поля обгинають надпровідник.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 17.12.2008