HASTE-F由Royce材料挑戰(zhàn)加速器計(jì)劃(Materials Challenge Accelerator Programme, MCAP)資助,由英國(guó)原子能管理局領(lǐng)導(dǎo),專注于解決使用碳化硅復(fù)合材料(SiC/SiC)作為聚變材料的關(guān)鍵工程挑戰(zhàn)。與原子能管理局合作,英國(guó)國(guó)家復(fù)合材料中心已經(jīng)確定了碳化硅復(fù)合材料制造的一個(gè)關(guān)鍵步驟變化,有可能改變核聚變行業(yè),為“核聚變級(jí)”碳化硅材料開發(fā)高效,可擴(kuò)展和具有成本效益的制造路線。
英國(guó)原子能管理局高級(jí)材料工程師James Wade-Zhu博士在一份聲明中表示,碳化硅復(fù)合材料有潛力通過使反應(yīng)堆在更高的溫度下運(yùn)行來提高熱效率,從而大大提高聚變能源生產(chǎn)的商業(yè)可行性。他們很高興與英國(guó)國(guó)家復(fù)合材料中心密切合作,解決當(dāng)前等級(jí)碳化硅復(fù)合材料的可擴(kuò)展性,可成形性和性能方面的問題,并在此過程中打造富有競(jìng)爭(zhēng)力的本土產(chǎn)品。
碳化硅復(fù)合材料是一種耐損傷材料,具有優(yōu)異的耐輻射性能,工作溫度可達(dá)1600℃。該材料還具有更低的密度,比傳統(tǒng)金屬材料具有優(yōu)勢(shì)。據(jù)報(bào)道,與高強(qiáng)度的鋼鐵相比,同樣的設(shè)計(jì)下,核聚變反應(yīng)堆中使用的碳化硅復(fù)合材料組件有可能使每千兆瓦熱能產(chǎn)生的發(fā)電量增加一倍。
根據(jù)英國(guó)國(guó)家復(fù)合材料中心的說法,此次合作帶來了重大的工藝創(chuàng)新,將制造成本降低到目前的1/5,同時(shí)縮短了周期時(shí)間。與目前的制造方法相比,通過實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的形狀和更厚的截面,Haste-F還增加了核聚變關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)自由度。
通過開發(fā)用于聚變反應(yīng)堆等極端環(huán)境的高價(jià)值復(fù)合材料,加速新能源的產(chǎn)出效率。這將為英國(guó)打開大批量、高性能碳化硅復(fù)合材料的大門,推動(dòng)核能、國(guó)防、航天和航空航天等使用高溫陶瓷基復(fù)合材料的行業(yè)的重大轉(zhuǎn)型。