Des percées importantes ont été réalisées dans la recherche sur les matériaux de structure clés des réacteurs en Chine

Selon la China National Nuclear Corporation (CNNC), l'Institut chinois de l'énergie atomique, en collaboration avec l'Université de Nanchang, l'Université Jiao Tong de Shanghai et d'autres institutions, a réalisé une percée importante dans l'étude du comportement de volatilisation des matériaux sous ultra-vide à haute température. Pour la première fois, le mécanisme d'anisotropie de volatilisation des alliages à base de nickel sous ultra-vide à haute température a été révélé quantitativement, fournissant une base théorique importante et un support de données expérimentales pour l'optimisation de la microstructure, la prédiction de la durée de vie et la conception de la fiabilité des matériaux de structure à haute température utilisés dans des environnements extrêmes de vide thermique. Cela revêt une importance majeure pour promouvoir l'autonomie et la maîtrise des matériaux résistant aux hautes températures et à l'ultra-vide en Chine. Les résultats concernés ont été publiés dans la revue internationale de premier rang dans le domaine de la corrosion et de l'oxydation, 《Science de la corrosion (Corrosion Science)》.

Les alliages à base de nickel sont des matériaux de structure clés dans les réacteurs. Dans un environnement d'ultra-vide à haute température, ils peuvent subir un comportement de volatilisation thermique sous vide, entraînant une perte d'éléments et une dégradation des performances. Afin d'améliorer la durée de service et la fiabilité des alliages à base de nickel dans des conditions de service extrêmes, il est essentiel de mener systématiquement des recherches sur le comportement et le mécanisme de volatilisation des alliages à base de nickel sous ultra-vide à haute température.

Le laboratoire de corrosion et de protection des matériaux de réacteur du département de génie des réacteurs de l'Institut chinois de l'énergie atomique a conçu et construit un dispositif d'essai de volatilisation sous ultra-vide à haute température intégrant l'obtention d'un ultra-vide, le contrôle programmé de la température, la capture des produits de volatilisation et la surveillance en temps réel, permettant d'atteindre un environnement thermique sous vide extrême avec une température de fonctionnement maximale de 1000 °C, un niveau de vide à chaud supérieur à 10⁻⁶Pa et une uniformité du champ de température supérieure à ±5 °C. Sur la base de ce dispositif, l'équipe de recherche a utilisé le superalliage à base de nickel Hastelloy 230 comme objet d'étude et a mené des expériences de volatilisation d'une durée allant jusqu'à 3000 heures dans un environnement de vide thermique à 800 °C et ~10⁻⁶Pa. Sur la base des résultats expérimentaux et des calculs théoriques, l'effet de contrôle synergique de l'orientation cristalline et du type de joint de grains sur le comportement de volatilisation a été élucidé. Les résultats de l'étude montrent qu'en régulant l'orientation des grains et la distribution des caractéristiques des joints de grains, il est possible d'améliorer la résistance à la volatilisation des matériaux au niveau de la microstructure.

Il est rapporté que les résultats de recherche concernés ont été publiés dans un article intitulé 《Comportement de volatilisation de l'alliage Hastelloy 230 dominé par la microstructure dans un environnement d'ultra-vide à haute température》, dont le premier auteur est Yang Wanhuan, assistant de recherche à l'Institut chinois de l'énergie atomique, et les auteurs correspondants sont Zhong Weihua, chercheur à l'Institut chinois de l'énergie atomique, Li Shen, maître de conférences à l'Université de Nanchang, et Shen Chao, professeur associé à l'Université Jiao Tong de Shanghai.