記者從中科院合肥物質科學研究院獲悉, 該院核能安全所以中國抗中子輻照鋼 (即 'CLAM鋼' ) 為原料, 利用3D列印技術實現聚變堆關鍵部件——包層第一壁樣件的試製, 並對其組織和性能進行了研究分析, 相關成果日前發表在國際核材料期刊《核物理學報》上.
3D列印技術可實現複雜結構一體化成型, 具有製造周期短, 材料利用率高等特點, 是複雜構件製造的重要方法. 研究人員以CLAM鋼為原材料, 通過3D列印技術開展聚變堆包層部件的試製, 探索該技術在聚變堆等先進核能系統部件製造上的可行性, 以促進先進核能系統複雜構件的快速研發和性能優化,並推動其工程化應用.
經過大量實驗, 研究人員首次實現了聚變堆包層第一壁抗中子輻照鋼樣件的3D列印成型. 結果顯示, 該樣件的尺寸精度符合設計要求, 材料的緻密度達到99.7%, 與傳統方法製備的CLAM鋼強度相當. 同時, 研究還發現3D列印的逐層熔化和定向凝固特性導致了不同方向上CLAM鋼組織和性能的差異, 這種差異未來可以通過掃描方案優化和熔池形核優化等方式有效減小甚至消除.
以上研究表明, 3D列印技術在聚變堆等先進核能系統複雜構件製造方面具有良好的應用前景, 同時體現了我國在3D列印先進核能系統部件方面較強的研發實力.
