據(jù)美國復(fù)合材料商協(xié)會雙月刊雜志“Composites Manufacturing”日前報道，英國原子能管理局（UKAEA）牽頭，與英國國家復(fù)合材料中心（NCC）合作開展了一項專注于使用碳化硅復(fù)合材料（SiC/SiC）解決核聚變反應(yīng)堆工作效率的計劃。

陶瓷基復(fù)合材料（CMC）是指在陶瓷基體中引入作為增韌材料的第二相材料形成的多相復(fù)合材料。碳化硅復(fù)合材料（SiC/SiC）一般是指通過碳化硅纖維增強SiC陶瓷形成的高強耐高溫結(jié)構(gòu)部件。相關(guān)研究顯示，碳化硅陶瓷具有高耐環(huán)境性、低放射性活化、低衰變熱特性，在核能領(lǐng)域有很大應(yīng)用潛力，但存在脆性大的問題，連續(xù)碳化硅纖維強化SiC基體復(fù)合材料可極大改善其機械強度。具體而言，在聚變反應(yīng)堆中使用SiC/SiC組件替代鋼鐵材料組件，每產(chǎn)生1吉瓦的熱能，所產(chǎn)生的電力就會增加一倍，從而節(jié)省資金并減少滿足能源需求所需的反應(yīng)堆數(shù)量。NCC和UKAEA的研究團隊的目標是實現(xiàn)具有成本效益的生產(chǎn)——將聚變級SiC/SiC的制造成本降低至當(dāng)前成本的五分之一并縮短周期時間。

UKAEA高級材料工程師James Wade-Zhu博士說：“碳化硅復(fù)合材料有可能通過使反應(yīng)堆在更高溫度下運行以提高熱效率來增強聚變，從而大大提高聚變能的商業(yè)可行性生產(chǎn)。我們很高興與NCC密切合作，解決當(dāng)前SiC/SiC等級的可擴展性、可成形性和性能方面的問題，并在此過程中產(chǎn)生新的英國知識產(chǎn)權(quán)。”NCC的首席工程師Virtudes Rubio補充說：“我們正在通過為聚變反應(yīng)堆等極端環(huán)境開發(fā)高價值復(fù)合材料來加速凈零能源生產(chǎn)。這可能會開發(fā)出大批量、高性能的SiC/SiC，推動使用高溫CMC的行業(yè)（例如核能、國防、航天和航空航天）發(fā)生重大轉(zhuǎn)變?！?/span>

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