Реєстраційний номер
0224U033447,
(0124U000551)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Статистична теорія мікро- та наноструктурної еволюції в сплавах та паливних елементах за умов нейтронного опромінення
Назва етапу роботи
Моделювання динаміки випадіння преципітатів та сегрегації точкових дефектів у сплавах на основі заліза.
Керівник роботи
Дворниченко Аліна Василівна, Кандидат фізико-математичних наук
Дата реєстрації
27-12-2024
Організація виконавець
Сумський державний університет
Опис роботи
Метою даного проєкту є самоузгоджений опис процесів мікроструктурних перетворень у конструкційних матеріалах атомних реакторів та паливних елементах при нейтронному опроміненні з урахуванням радіаційно-індукованих процесів балістичного перемішування та динаміки нерівноважних точкових дефектів. Для досягнення поставленої мети в даному проєкті планується вирішення наступних завдань.
Розроблення узагальненого теоретичного підходу та фазово-польової моделі для дослідження динаміки випадіння/розчинення преципітатів вторинних фаз та механізмів сегрегації/кластеризації точкових дефектів у сплавах на основі заліза та цирконію. Узагальнення моделі фазового поля еволюції газонаповнених пор у силіциді уран. Встановлення умов випадіння преципітатів нових фаз, збагачених на хром (для оболонок котлів реакторів) та ніобій (для оболонок тепловиділяючих елементів) при відпалі твердого розчину та мікроструктурних перетворень при опроміненні конструкційного матеріалу. Моделювання процесів випадіння преципітатів вторинних фаз при відпалі твердих розчинів. Моделювання процесів розчинення існуючих преципітатів та радіаційно-стимульованого випадіння нових преципітатів при варіювання температури опромінення, швидкості набору дози та характеристик балістичного перемішування атомів в опромінюваних конструкційних матеріалах. Моделювання процесів росту газонаповнених пор у паливних елементах при різних умовах опромінення. Встановлення впливу умов опромінення на статистичні властивості преципітатів нових фаз в опромінених конструкційних матеріалах та газонаповнених пор у паливних елементах. Аналіз впливу опромінення на фізико-механічні властивості конструкційних матеріалів та розпухання паливних елементів
Опис етапу
Розроблено узагальнену модель фазового поля для моделювання динаміки мікроструктурних перетворень при термічній обробці твердого розчину та опроміненні у сплаві Fe-Cr-Al на основі заліза з урахуванням термодинамічних потенціалів з бази даних CALPHAD та динаміки точкових дефектів. Встановлено, що збільшення концентрації алюмінію в сплаві приводить до підвищення критичної температури відпалу та індукує процеси фазового розшарування сплаву. Виявлено, що збільшення концентрації хрому та алюмінію ініціює процеси фазового розшарування та приводить до збільшення лінійного розміру преципітатів та їх об’ємної частки. Встановлено, що відпал при підвищених температурах призводить до зменшення кількості преципітатів і збільшення їх розміру. Виявлено, що збільшення температури опромінення підтримує процеси фазового розшарування у сплавах, коли існуючи преципітати хрому в неопроміненому сплаві залишаються стійкими. Показано, що збільшення швидкості генерації дефектів призводить до гомогенізації мікроструктури сплаву за рахунок розчинення існуючих преципітатів та обмеження інтервалу температур опромінення реалізації процесів фазового розшарування. Показано, що при фазовому розшаруванні під дією опромінення початково невпорядкована система зазнає фазового поділу з утворенням і зростанням преципітатів хрому розміром до 3,5 нм при дозах 3 з.н.а. зі зменшенням їх щільності. Показано, що підтримувані опроміненням процеси фазового розшарування призводять до утворення більших преципітатів (розміром до 4,5 нм) порівняно з початково утвореними при відпалі
Опис продукції
Автори роботи
Борисюк Вадим Миколайович
Дворниченко Аліна Василівна
Лисенко Борис Олегович
Лютий Тарас Володимирович
Неня Анна Вікторівна
Полулях Марія Віталіївна
Розгон Юлія Віталіївна
Харлам Максим Іванович
Харченко Василь Олегович
Харченко Дмитро Олегович
Швець Ульяна Стніславівна
Додано/оновлено в НРАТ
2024-12-27
