氧化物彌散強(qiáng)化鋼簡(jiǎn)稱ODS鋼,是一種新型結(jié)構(gòu)材料。
ODS鋼具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗輻照腫脹性、高溫蠕變性能,被認(rèn)為是第四代核裂變堆包殼管、核聚變堆包層結(jié)構(gòu)潛力候選材料之一。ODS鋼使用溫度較鋯合金高,且不會(huì)與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣,避免了氫氣爆炸事故,因此在核反應(yīng)堆條件下,ODS鋼應(yīng)用比鋯合金更具優(yōu)勢(shì)。
隨著技術(shù)突破,國際范圍內(nèi),第四代核反應(yīng)堆戰(zhàn)略布局已經(jīng)開始,其中法國先進(jìn)四代堆已布局建設(shè),并計(jì)劃將ODS鋼用作燃料包殼材料。我國核反應(yīng)堆研究起步較晚,但發(fā)展迅速,目前在第四代核反應(yīng)堆技術(shù)方面處于領(lǐng)先水平,其中高溫氣冷堆已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行,鈉冷快堆、釷基熔鹽堆即將投產(chǎn)。ODS鋼作為潛力燃料包殼材料,市場(chǎng)需求將不斷釋放。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《
2024-2029年中國氧化物彌散強(qiáng)化鋼(ODS鋼)行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示,以美國、歐盟為代表的西方國家于21世紀(jì)初開始研發(fā)ODS鋼,相比之下,我國ODS鋼研發(fā)起步較晚,主要研發(fā)院校及企業(yè)有北京科技大學(xué)、中國科學(xué)院金屬研究所、中國科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所、北京優(yōu)創(chuàng)高科科技有限公司(優(yōu)創(chuàng)高科)等。
北京科技大學(xué)“百磨成鋼”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已研發(fā)出符合先進(jìn)四代堆嚴(yán)苛服役環(huán)境的奧氏體ODS鋼,并實(shí)現(xiàn)了ODS鋼的批量生產(chǎn)和生產(chǎn)流程標(biāo)準(zhǔn)化的自行制定,預(yù)計(jì)未來5年,“百磨成鋼”系列ODS鋼可實(shí)現(xiàn)國內(nèi)多行業(yè)燃料包殼材料的需求供給。2022年北京科技大學(xué)“百磨成鋼”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成立優(yōu)創(chuàng)高科,并獲得了隆迪集團(tuán)500萬人民幣的天使輪投資。
ODS鋼具有超細(xì)晶粒、超細(xì)納米氧化物彌散粒子的特點(diǎn),其微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要取決于制備工藝。目前氧化物彌散強(qiáng)化鋼制備工藝包括粉末冶金工藝、電弧熔絲增材制造工藝、液態(tài)金屬成形工藝、混合工藝等,其中粉末冶金工藝是氧化物彌散強(qiáng)化鋼主要制備方法,但其也存在成本高、產(chǎn)品尺寸小、流程復(fù)雜等問題。
新思界
行業(yè)分析人士表示,ODS鋼適用于高溫、輻照等嚴(yán)苛服役環(huán)境下,在核能、航天航空、石化、電力等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景,隨著第四代核反應(yīng)堆商業(yè)化進(jìn)程加快,ODS鋼市場(chǎng)需求將釋放。但ODS鋼也存在脆性大、加工困難、批量生產(chǎn)難度大等問題,在核反應(yīng)堆實(shí)際應(yīng)用中仍存在一定局限性,因此仍需進(jìn)一步研究。