Ученые создали защитные материалы для хранения радиоактивных отходов
9 Марта 2021
Фото: Вячеслав Шишкоедов
Земляк создателя златоустовского булата придумал «броню», способную выдержать гамма-поток на АЭС и космическое излучение звезд.
Молодой ученый из Златоуста Андрей Аникеев, последователь и земляк создателя уральского булата Павла Аносова, запатентовал новый способ получения стальной трубной заготовки с повышенной радиационной стойкостью. Этот сверхпрочный материал может стать надежным щитом от радиации. Такая «броня» с добавками редкоземельных элементов выдержит воздействие смертельных лучей, ее можно применять в атомной промышленности и даже в космической — для защиты от жесткого излучения звезд.
Как сообщил автор ноу-хау, изобретение относится к литейному производству. Главная цель проекта — разработать более совершенный способ получения стальной заготовки с повышенной радиационной стойкостью. Ученые предложили подавать смесь дисперсных частиц карбида вольфрама, карбида бора, оксида иттрия в процессе изготовления.
«Принципиальная новизна нашего подхода в том, что расплав заливают во вращающуюся вокруг горизонтальной оси форму, — говорит кандидат технических наук, доцент кафедры «Техника и технологии производства материалов» Андрей Аникеев из Златоустовского филиала ЮУрГУ. — Одновременно в него вносят укрепляющие дисперсные частицы. Поскольку они имеют разную плотность, под действием центробежных сил равномерно распределяются в разных слоях стальной заготовки. К примеру, в трубном производстве эти частицы «оседают» в поверхностных, средних и внутренних слоях заготовки, что обеспечивает надежную защиту от радиационного излучения, намного повышает срок эксплуатации изделия в агрессивной среде».
По словам ученого, большой недостаток традиционных способов производства — возможность получения отливок только с повышенными прочностными характеристиками и невозможность получения заготовок с повышенной радиационной стойкостью, а это изобретение позволяет решить эту давнюю проблему.
Впрочем, литейная «вертушка», как выяснили ученые ЮУрГУ, может послужить и повышению прочности металла. Кандидат технических наук, профессор Валерий Чуманов, доктор технических наук, профессор Илья Чуманов и инженер-исследователь Дмитрий Сергеев запатентовали инновационную технологию дегазации жидкого металла, которая в разы повышает его прочностные свойства. Дело в том, что в процессе производства стали в нее из атмосферы попадает кислород и азот, это существенно ухудшает качество металла. Приходится проводить дегазацию — удаление из расплавленной стали газов. Для этого есть много способов, и самый распространенный — вакуумирование стали в ковше. Но у него немало минусов.
«Мы поставили перед собой цель повысить эффективность дегазации жидкого металла, — поясняет Валерий Чуманов. — Новизна в том, что с поверхности находящегося в ковше металла удаляют шлак, закрывают крышкой, сверху опускают диск из керамического материала. Потом его подключают к вакуумной системе, и диск, очищая металл от примесей, крутится со скоростью 20 оборотов в минуту в течение 10 минут. Затем можно отключать систему, открывать крышку и разливать металл».
По мнению экспертов, изобретение позволяет выйти на совершенно новый уровень дегазации и повышения качества стали.
Как сообщил автор ноу-хау, изобретение относится к литейному производству. Главная цель проекта — разработать более совершенный способ получения стальной заготовки с повышенной радиационной стойкостью. Ученые предложили подавать смесь дисперсных частиц карбида вольфрама, карбида бора, оксида иттрия в процессе изготовления.
«Принципиальная новизна нашего подхода в том, что расплав заливают во вращающуюся вокруг горизонтальной оси форму, — говорит кандидат технических наук, доцент кафедры «Техника и технологии производства материалов» Андрей Аникеев из Златоустовского филиала ЮУрГУ. — Одновременно в него вносят укрепляющие дисперсные частицы. Поскольку они имеют разную плотность, под действием центробежных сил равномерно распределяются в разных слоях стальной заготовки. К примеру, в трубном производстве эти частицы «оседают» в поверхностных, средних и внутренних слоях заготовки, что обеспечивает надежную защиту от радиационного излучения, намного повышает срок эксплуатации изделия в агрессивной среде».
По словам ученого, большой недостаток традиционных способов производства — возможность получения отливок только с повышенными прочностными характеристиками и невозможность получения заготовок с повышенной радиационной стойкостью, а это изобретение позволяет решить эту давнюю проблему.
Впрочем, литейная «вертушка», как выяснили ученые ЮУрГУ, может послужить и повышению прочности металла. Кандидат технических наук, профессор Валерий Чуманов, доктор технических наук, профессор Илья Чуманов и инженер-исследователь Дмитрий Сергеев запатентовали инновационную технологию дегазации жидкого металла, которая в разы повышает его прочностные свойства. Дело в том, что в процессе производства стали в нее из атмосферы попадает кислород и азот, это существенно ухудшает качество металла. Приходится проводить дегазацию — удаление из расплавленной стали газов. Для этого есть много способов, и самый распространенный — вакуумирование стали в ковше. Но у него немало минусов.
«Мы поставили перед собой цель повысить эффективность дегазации жидкого металла, — поясняет Валерий Чуманов. — Новизна в том, что с поверхности находящегося в ковше металла удаляют шлак, закрывают крышкой, сверху опускают диск из керамического материала. Потом его подключают к вакуумной системе, и диск, очищая металл от примесей, крутится со скоростью 20 оборотов в минуту в течение 10 минут. Затем можно отключать систему, открывать крышку и разливать металл».
По мнению экспертов, изобретение позволяет выйти на совершенно новый уровень дегазации и повышения качества стали.
Поделиться
