Студент Миланского политеха работал в ТПУ над созданием покрытия из хрома для оболочки ТВЭЛов

| 1005

Магистрант Миланского политехнического университета Кристиано Полтрониери в течение семестра проводил исследования в Томском политехническом университете в рамках программы академической мобильности. Его проект посвящен решению масштабной задачи — повысить стойкость к окислению циркониевых оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) водо-водяных ядерных реакторов в случае аварийной ситуации.

Фото: образцы оболочек ТВЭЛов из циркония с защитным покрытием из хрома до и после высокотемпературного окисления

Исследование началось на кафедре химии в Милане под руководством профессора Миланского политеха, доцента НОЦ им. Б.П. Вейнберга ТПУ Массимилиано Бестетти. На первом этапе ученые, используя гальванический метод осаждения, получили несколько серий образцов оболочек ТВЭЛов из циркония с защитным покрытием из хрома.

Следующей задачей стало получение покрытий из хрома с помощью вакуумного осаждения и высокотемпературные испытания образцов. Для этого Кристиано Полтрониери в марте 2020 года приехал в Томск и продолжил эксперименты в Научно-образовательном центре Б.П. Вейнберга в ТПУ.

«У нас сложились тесные связи с коллективом кафедры химии Миланского политеха. Каждый год мы организуем студенческие обмены. Сейчас одна из наших общих задач состоит в поиске оптимального материаловедческого решения для защиты циркония от высокотемпературного окисления. Поэтому мы выполнили сравнительный анализ покрытий из хрома, полученных с помощью технологий химического и физического осаждения.

Большую часть работ выполнял Кристиано, результаты его магистерской диссертации наглядно продемонстрировали эффективность применения хрома для предотвращения окисления материала подложки (циркония)»,

— говорит руководитель исследования со стороны ТПУ, доцент НОЦ им. Б.П. Вейнберга Дмитрий Сиделёв.

В ТПУ Кристиано занимался подготовкой образцов, вакуумным осаждением хромовых покрытий, высокотемпературными испытаниями и их постанализом. Обработка результатов и их детальный анализ проводился в удаленном режиме на платформе Zoom. Работы заняли три месяца. По их итогам студент успешно защитил магистерскую диссертацию на тему «Cr coatings deposited by electroplating and magnetron sputtering onto Zr-1Nb alloys for nuclear reactor claddings for protection against high-temperature corrosion».

«Главная особенность исследования состоит в сравнительном анализе двух методов. При сравнении двух технологий, химического и физического осаждения покрытий, возникает много важных нюансов: техническая реализация процесса, его цена и повторяемость результата», — пояснил Кристиано Полтрониери.

Он добавил, что подготовка сразу в двух университетах дала ему возможность исследовать новые методы и технологии осаждения покрытий, использовать разное исследовательское оборудование, а также изучать русский язык и внести вклад в развитие сотрудничества между научными коллективами.

Справка:

Исследования в ТПУ ведутся в рамках выполнения работ по гранту РНФ 19-79-10116 «Разработка научно-технических основ формирования покрытий хрома на циркониевом сплаве Э110, включая сварные соединения, для изготовления устойчивых к аварийным ситуациям компонентов активной зоны ядерных реакторов».