合作开发用于聚变的碳化硅陶瓷基复合材料

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熔融级碳化硅陶瓷基复合材料正在由国家复合材料中心和英国原子能管理局合作开发,以支持HASTE-F计划。

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罗伊斯材料挑战加速器计划HASTE-F由UKAEA领导,专注于解决碳化硅复合材料(SiC/SiC)作为融合材料的关键工程挑战。与UKAEA合作,NCC已经确定了SiC/SiC制造的一个步骤变化,有可能改变融合行业,为“融合级”SiC材料开发高效,可扩展和具有成本效益的制造路线。

高级材料工程师James Wade-Zhu博士在一份声明中表示,英国原子能管理局他说:“碳化硅复合材料有潜力通过使反应堆在更高的温度下运行来提高热效率,从而大大提高聚变能源生产的商业可行性。我们很高兴与国家复合材料中心密切合作,解决当前SiC/SiC等级的可扩展性,可成形性和性能方面的问题,并在此过程中带来新的英国知识产权。”

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SiC/SiC是耐损伤材料,具有优异的耐辐射性能,工作温度高达1600℃oC.这种材料也表现出低密度,比传统的金属材料有优势。据报道,与先进的钢铁设计相比,核聚变反应堆中使用的SiC/SiC组件有可能使每千兆瓦热能产生的发电量增加一倍。

根据NCC的说法,此次合作带来了重大的工艺创新,将制造成本降低到目前的五分之一,同时缩短了周期时间。与目前的制造方法相比,通过实现更复杂的形状和更厚的截面,加速- f还增加了熔合部件的设计自由度。

首席工程师Virtudes Rubio,国家复合材料中心他说:“国家复合材料中心正在通过开发用于聚变反应堆等极端环境的高价值复合材料,加速净零能源的产生。这将为英国打开大批量、高性能SiC/SiC的大门,推动核能、国防、航天和航空航天等使用高温cmc的行业的重大转型。”