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中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)聚變堆關(guān)鍵部件樣件3D打印

時(shí)間:2018-03-19來(lái)1源:中國(guó)博士人才網(wǎng) 作者:shenqian
科技日?qǐng)?bào)合肥3月18日電 (記者吳長(zhǎng)鋒)記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉,該院核能安全所以中國(guó)抗中子輻照鋼(即“CLAM鋼”)為原料,利用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)聚變堆關(guān)鍵部件——包層第一壁樣件的試制,并對(duì)其組織和性能進(jìn)行了研究分析,相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際核材料期刊《核物理學(xué)報(bào)》上。
 
3D打印技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)一體化成型,具有制造周期短、材料利用率高等特點(diǎn),是復(fù)雜構(gòu)件制造的重要方法。研究人員以CLAM鋼為原材料,通過(guò)3D打印技術(shù)開展聚變堆包層部件的試制,探索該技術(shù)在聚變堆等先進(jìn)核能系統(tǒng)部件制造上的可行性,以促進(jìn)先進(jìn)核能系統(tǒng)復(fù)雜構(gòu)件的快速研發(fā)和性能優(yōu)化,并推動(dòng)其工程化應(yīng)用。
 
經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn),研究人員首次實(shí)現(xiàn)了聚變堆包層第一壁抗中子輻照鋼樣件的3D打印成型。結(jié)果顯示,該樣件的尺寸精度符合設(shè)計(jì)要求,材料的致密度達(dá)到99.7%,與傳統(tǒng)方法制備的CLAM鋼強(qiáng)度相當(dāng)。同時(shí),研究還發(fā)現(xiàn)3D打印的逐層熔化和定向凝固特性導(dǎo)致了不同方向上CLAM鋼組織和性能的差異,這種差異未來(lái)可以通過(guò)掃描方案優(yōu)化和熔池形核優(yōu)化等方式有效減小甚至消除。
 
以上研究表明,3D打印技術(shù)在聚變堆等先進(jìn)核能系統(tǒng)復(fù)雜構(gòu)件制造方面具有良好的應(yīng)用前景,同時(shí)體現(xiàn)了我國(guó)在3D打印先進(jìn)核能系統(tǒng)部件方面較強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力。

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