顆粒在線訊：近日，中科院近代物理研究所核能工程材料室科研人員在核用復(fù)合陶瓷材料研發(fā)及輻照評(píng)價(jià)研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《國(guó)際陶瓷》。

在應(yīng)用于核工業(yè)的各類新興材料中，陶瓷及復(fù)合材料不斷地受到重視，現(xiàn)在已廣泛的應(yīng)用于核反應(yīng)堆燃料、組件以及核廢料處理等各個(gè)方面。陶瓷材料在核工業(yè)中的大量應(yīng)用離不開(kāi)它本身具有的性能優(yōu)點(diǎn)。陶瓷原來(lái)就具有強(qiáng)度高、剛性高、耐腐蝕、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，而隨著陶瓷材料的進(jìn)一步發(fā)展(比如陶瓷基復(fù)合材料的發(fā)展)，材料性能中的一些薄弱環(huán)節(jié)像韌性差、難加工等方面也得到了改善。尤其是一些特定的陶瓷還有抗輻射、低活性、能吸收中子的特點(diǎn)，這些性能都有助于其在高溫高輻射的核環(huán)境下應(yīng)用。其中應(yīng)用最多的裂變反應(yīng)堆核燃料的二氧化鈾陶瓷芯塊、MOX燃料芯塊和包覆性燃料顆粒、裂變反應(yīng)堆吸收棒吸收體的碳化硼芯塊，慢中子堆慢化劑的氧化鈹，以及ZrO2氧傳感器等。

氧化鋯（ZrO2）陶瓷具有優(yōu)異的斷裂韌性、高硬度、耐腐蝕性、耐磨性和耐高溫性能，在航空航天、汽車、醫(yī)療、刀具等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，此外通過(guò)添加一定含量的穩(wěn)定劑（如Y2O3），其具有半導(dǎo)體性和敏感特性，可用作半導(dǎo)體材料、固體燃料電池及氧探測(cè)器材料。

中科院近代物理所科研人員以高強(qiáng)度的氧化鋯增韌氧化鋁為基體，通過(guò)添加具有高彈性模量的碳化物顆粒或晶須，成功制備了相變+顆粒+晶須協(xié)同增韌的核用強(qiáng)韌化復(fù)合陶瓷。

依托蘭州重離子加速器、低能量強(qiáng)流高電荷態(tài)重離子研究裝置及320kV綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等裝置提供的離子束流，研究人員開(kāi)展了強(qiáng)韌化ZTA復(fù)合陶瓷的抗輻照性能評(píng)價(jià)研究，首次發(fā)現(xiàn)具有特定組織結(jié)構(gòu)和成分的復(fù)合陶瓷可以有效抑制大尺寸氦泡的形成和生長(zhǎng)，并證實(shí)了復(fù)合陶瓷具有更優(yōu)異的抗輻照非晶化能力。這些成果為高性能核用陶瓷材料的研發(fā)提供了重要的參考數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。