Buzz
Phát minh này có nguồn gốc từ Thụy Điển.
Công trình đột phá này mang tên: Thép siêu bền FeCrAl, được nghiên cứu bởi Peter Szakálos tại Học viện Công nghệ Hoàng gia KTH ở Stockholm (Thụy Điển).
Nhờ vào việc thay đổi thành phần, các nhà khoa học Thụy Điển đã phát minh ra một loại thép mới, FeCrAl (Sắt-Crom-Nhôm), có khả năng chịu nhiệt lên đến 800°C, vượt qua khả năng chịu nhiệt của các lò phản ứng hạt nhân thông thường.
Đột phá này về hợp kim siêu bền, chống oxy hóa và chống ăn mòn tuyệt vời có thể ảnh hưởng đồng thời đến ba lĩnh vực toàn cầu: ngành sản xuất lò công nghiệp, chất xúc tác và lớp vỏ nhiên liệu hạt nhân thế hệ tiếp theo.
Các nhà nghiên cứu Thụy Điển đã thực hiện điều đó như thế nào?
Nhóm nghiên cứu tại KTH đã phát triển phương pháp kết hợp sử dụng thép ferrit tạo lớp alumina mới (FeCrAl) - nghiên cứu bởi Peter Szakálos - với AISI 316L, loại thép không gỉ austenit phổ biến trong công nghiệp.
“Khi được kết hợp với thép không gỉ austenit thông thường dưới dạng vật liệu nhiều lớp, những vật liệu này có thể cung cấp sự bảo vệ lâu dài cần thiết cho các lò phản ứng làm mát bằng chì trong tương lai”, các nhà nghiên cứu cho biết.
Hình ảnh dưới đây minh họa sự phát triển của các sợi nhỏ pha α-Al2O3 trong thép siêu bền FeCrAl. Nguồn: Học viện Công nghệ Hoàng gia KTH ở Stockholm
Khác với thép AISI 316L, thép FeCrAl tạo ra một lớp màng alumina tự phục hồi (công thức Al₂O₃) ngăn ngừa sự hòa tan nhanh chóng được ghi nhận trong nghiên cứu. Lớp màng bảo vệ này vẫn bền vững ngay cả khi chịu nhiệt độ rất cao.
Phát minh từ Học viện Công nghệ Hoàng gia KTH ở Stockholm (Thụy Điển) đã xác định chính xác tốc độ và mức độ ăn mòn tinh tế của chì lỏng đối với thép không gỉ, mở ra hướng đi mới cho việc chế tạo các lò phản ứng hạt nhân bền hơn.
Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng sự ăn mòn được kích hoạt bởi một lớp màng chì lỏng vô hình chỉ dày 1 micron, khiến tốc độ mất kim loại tăng lên đáng kể: vài milimét mỗi năm.
Nguyên nhân gây hư hỏng cấu trúc nhanh chóng này là sự tương tác giữa các thành phần của thép và chì. Trái ngược với giả thuyết chì ngấm từ từ vào kim loại, nghiên cứu chỉ ra rằng các nguyên tử niken—thành phần chủ yếu trong thép AISI 316L—có khả năng hòa tan cao trong chì lỏng.
Quá trình hòa tan xảy ra khi các nguyên tử niken khuếch tán ra khỏi thép và tan vào chì xung quanh. Sau quá trình này, sắt và crom còn lại sẽ tái cấu trúc thành pha ferit, nhưng do thiếu niken, cấu trúc mới yếu và xốp, làm tăng tốc độ hao mòn vật liệu.
Vì cơ chế ăn mòn này tấn công trực tiếp thành phần cơ bản của thép austenit, việc điều chỉnh công thức hợp kim khó có thể tạo ra vật liệu "chống ăn mòn". Chì lỏng chắc chắn sẽ ngấm vào và làm bong tróc lớp niken.
Các phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Corrosion Science.
