Từ Thụy Điển vừa có một phát minh cực xịn có thể làm thay đổi cả thế giới đấy!
Chuyện là các nhà khoa học Thụy Điển vừa cho ra lò một loại thép siêu bền tên là FeCrAl (viết tắt của Sắt-Crom-Nhôm) do chính Peter Szakálos từ Học viện Công nghệ Hoàng gia KTH ở Stockholm nghiên cứu. Nghe tên thôi đã thấy xịn rồi đúng không nào?
Điểm đặc biệt: loại thép này chịu được nhiệt độ lên tới 800°C luôn! Mức nhiệt này cao hơn hẳn điều kiện hoạt động thông thường của lò phản ứng hạt nhân đó nha. Tưởng tượng đi, nóng gần bằng dung nham mà vẫn đứng vững như không
Bước đột phá về hợp kim siêu bền, chống oxy hóa và chống ăn mòn cực đỉnh này có thể tạo ra làn sóng rung chuyển đồng thời 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 khoa học đã làm gì để tạo ra "siêu phẩm" này?
Team nghiên cứu tại KTH đã nghĩ ra một chiêu độc: kết hợp loại thép ferrit tạo lớp alumina mới (FeCrAl) - do chính Peter Szakálos phát triển - với AISI 316L, một loại thép không gỉ austenit đang được dùng siêu nhiều trong công nghiệp.
Theo lời các nhà nghiên cứu: "Khi được sử dụng cùng với thép không gỉ austenit thông thường dưới dạng vật liệu nhiều lớp, những vật liệu này có thể cung cấp khả năng bảo vệ lâu dài cần thiết cho các lò phản ứng làm mát bằng chì trong tương lai".
Điểm hay của thép FeCrAl là gì? Khác với thép AISI 316L thông thường, loại thép này tạo ra được một lớp màng alumina (Al₂O₃) tự phục hồi siêu đỉnh, ngăn chặn sự hòa tan nhanh chóng. Lớp màng bảo vệ này bền bỉ cực kỳ ngay cả khi nhiệt độ lên cao ngất ngưởng ️
Nghiên cứu từ KTH đã định lượng chính xác tốc độ và mức độ ăn mòn của chì lỏng đối với thép không gỉ, mở ra hướng đi mới dựa trên dữ liệu để chế tạo các lò phản ứng hạt nhân bền hơn nhiều.
Plot twist: Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự ăn mòn được kích hoạt bởi một lớp màng chì lỏng siêu mỏng - chỉ 1 micron thôi nhưng lại làm tăng tốc độ mất kim loại cực khủng: vài milimét mỗi năm!
Nguyên nhân là do sự tương tác giữa các thành phần của thép và chì. Trái ngược với những gì mọi người nghĩ (chì từ từ ngấm vào kim loại), nghiên cứu cho thấy các nguyên tử niken - thành phần chiếm đa số trong thép AISI 316L - lại có khả năng hòa tan cực cao trong chì lỏng.
Quá trình này diễn ra như thế nào? Các nguyên tử niken khuếch tán ra khỏi thép và hòa tan vào chất lỏng chì xung quanh. Sau đó, lượng sắt và crom còn lại sẽ tái cấu trúc thành pha ferit, nhưng vì thiếu niken nên cấu trúc mới này yếu và xốp hơn rất nhiều. Thế là tốc độ hao hụt vật liệu tăng vọt đáng kể.
Vì cơ chế ăn mòn này tấn công luôn thành phần cơ bản của thép austenit, nên việc chỉ điều chỉnh công thức hợp kim thôi thì khó mà tạo ra vật liệu "chống ăn mòn" được. Chì lỏng chắc chắn sẽ ngấm vào và làm bong tróc lớp niken.
Nguồn: genk.vn
Chuyện là các nhà khoa học Thụy Điển vừa cho ra lò một loại thép siêu bền tên là FeCrAl (viết tắt của Sắt-Crom-Nhôm) do chính Peter Szakálos từ Học viện Công nghệ Hoàng gia KTH ở Stockholm nghiên cứu. Nghe tên thôi đã thấy xịn rồi đúng không nào?
Điểm đặc biệt: loại thép này chịu được nhiệt độ lên tới 800°C luôn! Mức nhiệt này cao hơn hẳn điều kiện hoạt động thông thường của lò phản ứng hạt nhân đó nha. Tưởng tượng đi, nóng gần bằng dung nham mà vẫn đứng vững như không
Bước đột phá về hợp kim siêu bền, chống oxy hóa và chống ăn mòn cực đỉnh này có thể tạo ra làn sóng rung chuyển đồng thời 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 khoa học đã làm gì để tạo ra "siêu phẩm" này?
Team nghiên cứu tại KTH đã nghĩ ra một chiêu độc: kết hợp loại thép ferrit tạo lớp alumina mới (FeCrAl) - do chính Peter Szakálos phát triển - với AISI 316L, một loại thép không gỉ austenit đang được dùng siêu nhiều trong công nghiệp.
Theo lời các nhà nghiên cứu: "Khi được sử dụng cùng với thép không gỉ austenit thông thường dưới dạng vật liệu nhiều lớp, những vật liệu này có thể cung cấp khả năng bảo vệ lâu dài cần thiết cho các lò phản ứng làm mát bằng chì trong tương lai".
Điểm hay của thép FeCrAl là gì? Khác với thép AISI 316L thông thường, loại thép này tạo ra được một lớp màng alumina (Al₂O₃) tự phục hồi siêu đỉnh, ngăn chặn sự hòa tan nhanh chóng. Lớp màng bảo vệ này bền bỉ cực kỳ ngay cả khi nhiệt độ lên cao ngất ngưởng ️
Nghiên cứu từ KTH đã định lượng chính xác tốc độ và mức độ ăn mòn của chì lỏng đối với thép không gỉ, mở ra hướng đi mới dựa trên dữ liệu để chế tạo các lò phản ứng hạt nhân bền hơn nhiều.
Plot twist: Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng sự ăn mòn được kích hoạt bởi một lớp màng chì lỏng siêu mỏng - chỉ 1 micron thôi nhưng lại làm tăng tốc độ mất kim loại cực khủng: vài milimét mỗi năm!
Nguyên nhân là do sự tương tác giữa các thành phần của thép và chì. Trái ngược với những gì mọi người nghĩ (chì từ từ ngấm vào kim loại), nghiên cứu cho thấy các nguyên tử niken - thành phần chiếm đa số trong thép AISI 316L - lại có khả năng hòa tan cực cao trong chì lỏng.
Quá trình này diễn ra như thế nào? Các nguyên tử niken khuếch tán ra khỏi thép và hòa tan vào chất lỏng chì xung quanh. Sau đó, lượng sắt và crom còn lại sẽ tái cấu trúc thành pha ferit, nhưng vì thiếu niken nên cấu trúc mới này yếu và xốp hơn rất nhiều. Thế là tốc độ hao hụt vật liệu tăng vọt đáng kể.
Vì cơ chế ăn mòn này tấn công luôn thành phần cơ bản của thép austenit, nên việc chỉ điều chỉnh công thức hợp kim thôi thì khó mà tạo ra vật liệu "chống ăn mòn" được. Chì lỏng chắc chắn sẽ ngấm vào và làm bong tróc lớp niken.
Nguồn: genk.vn