据美国复合材料商协会双月刊杂志“Composites Manufacturing”日前报道，英国原子能管理局（UKAEA）牵头，与英国国家复合材料中心（NCC）合作开展了一项专注于使用碳化硅复合材料（SiC/SiC）解决核聚变反应堆工作效率的计划。

碳化硅长纤维（左）与碳化硅短纤维（右）

陶瓷基复合材料（CMC）是指在陶瓷基体中引入作为增韧材料的第二相材料形成的多相复合材料。碳化硅复合材料（SiC/SiC）一般是指通过碳化硅纤维增强SiC陶瓷形成的高强耐高温结构部件。相关研究显示，碳化硅陶瓷具有高耐环境性、低放射性活化、低衰变热特性，在核能领域有很大应用潜力，但存在脆性大的问题，连续碳化硅纤维强化SiC基体复合材料可极大改善其机械强度。具体而言，在聚变反应堆中使用SiC/SiC组件替代钢铁材料组件，每产生1吉瓦的热能，所产生的电力就会增加一倍，从而节省资金并减少满足能源需求所需的反应堆数量。NCC和UKAEA的研究团队的目标是实现具有成本效益的生产——将聚变级SiC/SiC的制造成本降低至当前成本的五分之一并缩短周期时间。

UKAEA高级材料工程师James Wade-Zhu博士说：“碳化硅复合材料有可能通过使反应堆在更高温度下运行以提高热效率来增强聚变，从而大大提高聚变能的商业可行性生产。我们很高兴与NCC密切合作，解决当前SiC/SiC等级的可扩展性、可成形性和性能方面的问题，并在此过程中产生新的英国知识产权。” NCC的首席工程师Virtudes Rubio补充说：“我们正在通过为聚变反应堆等极端环境开发高价值复合材料来加速净零能源生产。这可能会开发出大批量、高性能的SiC/SiC，推动使用高温CMC的行业（例如核能、国防、航天和航空航天）发生重大转变。”

编译整理 YUXI

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