氧化物彌散強化鋼簡稱ODS鋼,是一種新型結構材料。
ODS鋼具有優異的高溫強度、抗輻照腫脹性、高溫蠕變性能,被認為是第四代核裂變堆包殼管、核聚變堆包層結構潛力候選材料之一。ODS鋼使用溫度較鋯合金高,且不會與水蒸氣反應生成氫氣,避免了氫氣爆炸事故,因此在核反應堆條件下,ODS鋼應用比鋯合金更具優勢。
隨著技術突破,國際范圍內,第四代核反應堆戰略布局已經開始,其中法國先進四代堆已布局建設,并計劃將ODS鋼用作燃料包殼材料。我國核反應堆研究起步較晚,但發展迅速,目前在第四代核反應堆技術方面處于領先水平,其中高溫氣冷堆已經投入商業運行,鈉冷快堆、釷基熔鹽堆即將投產。ODS鋼作為潛力燃料包殼材料,市場需求將不斷釋放。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年中國氧化物彌散強化鋼(ODS鋼)行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,以美國、歐盟為代表的西方國家于21世紀初開始研發ODS鋼,相比之下,我國ODS鋼研發起步較晚,主要研發院校及企業有北京科技大學、中國科學院金屬研究所、中國科學院核能安全技術研究所、北京優創高科科技有限公司(優創高科)等。
北京科技大學“百磨成鋼”項目團隊已研發出符合先進四代堆嚴苛服役環境的奧氏體ODS鋼,并實現了ODS鋼的批量生產和生產流程標準化的自行制定,預計未來5年,“百磨成鋼”系列ODS鋼可實現國內多行業燃料包殼材料的需求供給。2022年北京科技大學“百磨成鋼”項目團隊成立優創高科,并獲得了隆迪集團500萬人民幣的天使輪投資。
ODS鋼具有超細晶粒、超細納米氧化物彌散粒子的特點,其微觀結構特點主要取決于制備工藝。目前氧化物彌散強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化鋼主要制備方法,但其也存在成本高、產品尺寸小、流程復雜等問題。
新思界
行業分析人士表示,ODS鋼適用于高溫、輻照等嚴苛服役環境下,在核能、航天航空、石化、電力等領域具有廣闊應用前景,隨著第四代核反應堆商業化進程加快,ODS鋼市場需求將釋放。但ODS鋼也存在脆性大、加工困難、批量生產難度大等問題,在核反應堆實際應用中仍存在一定局限性,因此仍需進一步研究。