第1124章 中子輻照耐受性驗證！
國家超導約束聚能研究所。
李陽看著各項測試數據都趨於正常的鎢基複合材料，滿意的點了點頭。
「呼~這幾個月的努力，成效還是不錯的。」
「但僅靠這一種材料，還遠遠不夠。」
錢宏遠也附和著點點頭。
「嗯，鎢基複合材料在抗高溫、韌性等方面，表現都極為出色。」
「但也正如李工你所說的那樣，僅靠這一種材料，還不夠穩妥。」
「且不說核反應裝置每個結構和部件的材料都不一樣，多一些材料作備選，萬一出現特殊情況，我們也好應對。」
簡單分析後，他接著詢問。
「李工，那接下來，我們是對TiB₂-SiC複合材料進行驗證。」
「還是在基於鎢基複合材料的技術上，繼續延伸？」
鎢基複合材料的表現不錯，如果能夠在它的基礎上，延伸出更多的同類產品，然後再去驗證這些產品的屬性，或許能起到意想不到的效果。
李陽想了想，然後決定。
「驗證TiB₂-SiC複合材料吧！」
「前些日子我們對它的粒子分布情況進行了一定的剖析，接下來要檢驗它的中子輻照耐受性了。」
TiB₂-SiC複合材料是它繼鎢基複合材料，在研究過程中，通過系統幫助，自研出的另外一種可行性複合材料。
經過他幾次的測試，TiB₂-SiC複合材料的物理屬性表現還是不錯的，主要集中在硬度、抗性和耐腐蝕性。
但其他更多的微觀表現，他還沒有來得及測試。
既然鎢基複合材料的實驗已經接近完成，剩下的延伸實驗，完全可以交給其他研究員。
他們則是可以對TiB₂-SiC複合材料，進行更深層次的驗證。
錢宏遠也是這樣想的。
「行，那擇日不如撞日，反正今天的時間也還早。」
「上午讓人準備好實驗場地，下午就直接開始？」
李陽想都沒有想，直接答應下來。
「我看行！」
……
下午時分，李陽和錢宏遠來到高通量同位素源（HFIR）實驗室，對TiB₂-SiC複合材料進行中子輻照耐受性驗證。
李陽繼續作為第一負責人，全權負責這次的驗證。
「測試條件都準備好了吧？」
他一邊檢查實驗室的各個儀器，一邊問道。
進入到工作狀態，錢宏遠立馬變得嚴肅，他打開工作簿，回答道。
「都準備好了！」
「熱中子通量5×10¹⁵n·cm⁻²·s⁻¹，允許有±0.3%誤差帶。」
「瞬發伽馬輻射劑量48kGy/h，試樣溫度梯度利用主動冷卻系統維持300→1200K……」
錢宏遠沒有任何疏漏，把所需要的實驗條件，逐一道明。
李陽聽完後，從他手中拿過工作簿，一一對照又檢查了一遍，確認無誤。
「可以執行！」
一切準備就緒，已經是一個小時後。
確定全部工作準備完畢，李陽下令。
「驗證開始！」
話音落下，TiB₂-SiC複合材料的中子輻照耐受性驗證正式開始。
而隨著時間一分一秒的過去，TiB₂-SiC複合材料在中子輻照下，也漸漸有所變化。
初期輻照下，對比常規Zr-4合金在離位損傷峰處出現晶界氦泡聚集，繼而誘發沿晶應力腐蝕開裂，裂紋擴展速率達1.8μm/h。
種種情況反饋，這符合Griffith斷裂模型預測。
看到這，李陽眉頭微微一緊。
「估計要失穩了！」
也就是李陽說完這話不到五秒鐘，聲發射傳感器捕獲到Ⅲ型應力波。
錢宏遠嘆息一聲。
「振幅大於95dB，已經可以確定要失穩了。」
雖然有些失望，但也是在他們的預測範圍內。
李陽又觀察了半分鐘，確認沒有迴旋的餘地後，果斷下令。
「啟動仿星器磁場約束方案！」
早就做好準備的緊急預案工作人員，立即啟動仿星器磁場約束方案。
通過實時檢測的儀表和工作人員的匯報可知。
強磁場使入射中子發生拉莫爾進動，大幅增加與材料晶格相互作用的有效截面。
同時，約束嬗變產物，比如³H、⁶⁰Co的擴散路徑，降低晶格畸變能。
情況有所好轉，李陽和錢宏遠緊繃的表情，也稍稍放緩。
這時，工作人員將實時匯總的測試數據呈上來。
「臨界斷裂韌性K_IC來到了38MPa·√m，氨脆轉變溫度T_BD達到1123K，輻照蠕變速率降低到8e-9/s。」
錢宏遠一邊看，一邊滿意的點點頭。
「臨界斷裂韌性比我們估測的預期值12MPa·√m，高了26，提升了約217%。」
「氨脆轉變溫度從預期值873K，提升至1123K，提升了28.6%，輻照蠕變速率則是下降了約百分之八十。」
「綜合來看，在有仿星器磁場約束介入後，TiB₂-SiC複合材料的多個屬性，都得到明顯的提升。」
李陽看著上面的數據，簡單分析了一波。
其實到了這一步，今天的驗證，算是勉強過關了。
但也只能算是勉強，還是存在許多問題，需要在後續的研發中，逐一解決。
結束實驗，李陽和錢宏遠來到辦公室。
「錢教授，您覺得，相較於傳統的材料，為何TiB₂-SiC複合材料會出現失效現象？導致這個現象的原因，主要有哪些？」
其實他心裡已經有幾個答案，但他想聽聽錢宏遠的想法。
一來，對方乃是材料領域的大佬，經驗豐富，有更多獨特的見解。
同時，李陽也想看看，自己所想和對方所思，在某些方面，是否一致。
錢宏遠只是沉吟片刻，便開口回答。
「我覺得主要的原因，還是TiB₂-SiC複合材料亞表層，形成了梯度納米結構。」
李陽眼睛一亮。
「具體而言呢？」
他發現，自己想的，和錢宏遠說的，竟然相差無幾。
錢宏遠：「我歸納為表層、過渡區和基體。」
「表層，也就是＜5μm那一層，非晶體層有效吸收離位原子，使得級聯損傷截獲大於百分之九十。」
「過渡區的高密度位錯牆，釘扎嬗變氣泡。」
「還有就是基體納米析出相，一直裂紋萌生。」
「李工，我大致覺得主要是這幾個方面。」
李陽拍手叫好，與錢宏遠緊緊握手。
「錢教授，我和你想的幾乎差不多。」
「我也覺得，導致失效現象的問題，其實並不算很嚴重。」
「目前看來，我們的想法是一致的！！！」
李陽看著各項測試數據都趨於正常的鎢基複合材料，滿意的點了點頭。
「呼~這幾個月的努力，成效還是不錯的。」
「但僅靠這一種材料，還遠遠不夠。」
錢宏遠也附和著點點頭。
「嗯，鎢基複合材料在抗高溫、韌性等方面，表現都極為出色。」
「但也正如李工你所說的那樣，僅靠這一種材料，還不夠穩妥。」
「且不說核反應裝置每個結構和部件的材料都不一樣，多一些材料作備選，萬一出現特殊情況，我們也好應對。」
簡單分析後，他接著詢問。
「李工，那接下來，我們是對TiB₂-SiC複合材料進行驗證。」
「還是在基於鎢基複合材料的技術上，繼續延伸？」
鎢基複合材料的表現不錯，如果能夠在它的基礎上，延伸出更多的同類產品，然後再去驗證這些產品的屬性，或許能起到意想不到的效果。
李陽想了想，然後決定。
「驗證TiB₂-SiC複合材料吧！」
「前些日子我們對它的粒子分布情況進行了一定的剖析，接下來要檢驗它的中子輻照耐受性了。」
TiB₂-SiC複合材料是它繼鎢基複合材料，在研究過程中，通過系統幫助，自研出的另外一種可行性複合材料。
經過他幾次的測試，TiB₂-SiC複合材料的物理屬性表現還是不錯的，主要集中在硬度、抗性和耐腐蝕性。
但其他更多的微觀表現，他還沒有來得及測試。
既然鎢基複合材料的實驗已經接近完成，剩下的延伸實驗，完全可以交給其他研究員。
他們則是可以對TiB₂-SiC複合材料，進行更深層次的驗證。
錢宏遠也是這樣想的。
「行，那擇日不如撞日，反正今天的時間也還早。」
「上午讓人準備好實驗場地，下午就直接開始？」
李陽想都沒有想，直接答應下來。
「我看行！」
……
下午時分，李陽和錢宏遠來到高通量同位素源（HFIR）實驗室，對TiB₂-SiC複合材料進行中子輻照耐受性驗證。
李陽繼續作為第一負責人，全權負責這次的驗證。
「測試條件都準備好了吧？」
他一邊檢查實驗室的各個儀器，一邊問道。
進入到工作狀態，錢宏遠立馬變得嚴肅，他打開工作簿，回答道。
「都準備好了！」
「熱中子通量5×10¹⁵n·cm⁻²·s⁻¹，允許有±0.3%誤差帶。」
「瞬發伽馬輻射劑量48kGy/h，試樣溫度梯度利用主動冷卻系統維持300→1200K……」
錢宏遠沒有任何疏漏，把所需要的實驗條件，逐一道明。
李陽聽完後，從他手中拿過工作簿，一一對照又檢查了一遍，確認無誤。
「可以執行！」
一切準備就緒，已經是一個小時後。
確定全部工作準備完畢，李陽下令。
「驗證開始！」
話音落下，TiB₂-SiC複合材料的中子輻照耐受性驗證正式開始。
而隨著時間一分一秒的過去，TiB₂-SiC複合材料在中子輻照下，也漸漸有所變化。
初期輻照下，對比常規Zr-4合金在離位損傷峰處出現晶界氦泡聚集，繼而誘發沿晶應力腐蝕開裂，裂紋擴展速率達1.8μm/h。
種種情況反饋，這符合Griffith斷裂模型預測。
看到這，李陽眉頭微微一緊。
「估計要失穩了！」
也就是李陽說完這話不到五秒鐘，聲發射傳感器捕獲到Ⅲ型應力波。
錢宏遠嘆息一聲。
「振幅大於95dB，已經可以確定要失穩了。」
雖然有些失望，但也是在他們的預測範圍內。
李陽又觀察了半分鐘，確認沒有迴旋的餘地後，果斷下令。
「啟動仿星器磁場約束方案！」
早就做好準備的緊急預案工作人員，立即啟動仿星器磁場約束方案。
通過實時檢測的儀表和工作人員的匯報可知。
強磁場使入射中子發生拉莫爾進動，大幅增加與材料晶格相互作用的有效截面。
同時，約束嬗變產物，比如³H、⁶⁰Co的擴散路徑，降低晶格畸變能。
情況有所好轉，李陽和錢宏遠緊繃的表情，也稍稍放緩。
這時，工作人員將實時匯總的測試數據呈上來。
「臨界斷裂韌性K_IC來到了38MPa·√m，氨脆轉變溫度T_BD達到1123K，輻照蠕變速率降低到8e-9/s。」
錢宏遠一邊看，一邊滿意的點點頭。
「臨界斷裂韌性比我們估測的預期值12MPa·√m，高了26，提升了約217%。」
「氨脆轉變溫度從預期值873K，提升至1123K，提升了28.6%，輻照蠕變速率則是下降了約百分之八十。」
「綜合來看，在有仿星器磁場約束介入後，TiB₂-SiC複合材料的多個屬性，都得到明顯的提升。」
李陽看著上面的數據，簡單分析了一波。
其實到了這一步，今天的驗證，算是勉強過關了。
但也只能算是勉強，還是存在許多問題，需要在後續的研發中，逐一解決。
結束實驗，李陽和錢宏遠來到辦公室。
「錢教授，您覺得，相較於傳統的材料，為何TiB₂-SiC複合材料會出現失效現象？導致這個現象的原因，主要有哪些？」
其實他心裡已經有幾個答案，但他想聽聽錢宏遠的想法。
一來，對方乃是材料領域的大佬，經驗豐富，有更多獨特的見解。
同時，李陽也想看看，自己所想和對方所思，在某些方面，是否一致。
錢宏遠只是沉吟片刻，便開口回答。
「我覺得主要的原因，還是TiB₂-SiC複合材料亞表層，形成了梯度納米結構。」
李陽眼睛一亮。
「具體而言呢？」
他發現，自己想的，和錢宏遠說的，竟然相差無幾。
錢宏遠：「我歸納為表層、過渡區和基體。」
「表層，也就是＜5μm那一層，非晶體層有效吸收離位原子，使得級聯損傷截獲大於百分之九十。」
「過渡區的高密度位錯牆，釘扎嬗變氣泡。」
「還有就是基體納米析出相，一直裂紋萌生。」
「李工，我大致覺得主要是這幾個方面。」
李陽拍手叫好，與錢宏遠緊緊握手。
「錢教授，我和你想的幾乎差不多。」
「我也覺得，導致失效現象的問題，其實並不算很嚴重。」
「目前看來，我們的想法是一致的！！！」