據(jù)科技日報19日報道，中科院合肥物質(zhì)科學研究院核能安全所以中國抗中子輻照鋼(即“CLAM鋼”)為原料，利用3D打印技術實現(xiàn)聚變堆關鍵部件——包層第一壁樣件的試制，并對其組織和性能進行了研究分析，相關成果日前發(fā)表在國際核材料期刊《核物理學報》上。
3D打印技術可實現(xiàn)復雜結(jié)構一體化成型，具有制造周期短、材料利用率高等特點，是復雜構件制造的重要方法。研究人員以CLAM鋼為原材料，通過3D打印技術開展聚變堆包層部件的試制，探索該技術在聚變堆等先進核能系統(tǒng)部件制造上的可行性，以促進先進核能系統(tǒng)復雜構件的快速研發(fā)和性能優(yōu)化，并推動其工程化應用。
經(jīng)過大量實驗，研究人員首次實現(xiàn)了聚變堆包層第一壁抗中子輻照鋼樣件的3D打印成型。結(jié)果顯示，該樣件的尺寸精度符合設計要求，材料的致密度達到99.7%，與傳統(tǒng)方法制備的CLAM鋼強度相當。同時，研究還發(fā)現(xiàn)3D打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(yōu)化和熔池形核優(yōu)化等方式有效減小甚至消除。
