Nuevas formulaciones de aceros ODS de alto rendimiento
Los reactores subcríticos guiados por acelerador (ADS), son reactores nucleares capaces de producir el fenómeno de fisión nuclear sin que este llegue a ser crítico, es decir, evitando una reacción en cadena. Una parte crucial de estos reactores es la ventana del reactor, la cual está expuesta constantemente a la irradiación de neutrones que fragilizan dicho componente. Por ello, el Grupo de Tecnología de Polvos (GTP) de la Universidad Carlos III de Madrid está desarrollando nuevas aleaciones base Fe con óxidos nanométricos en su interior conocidas como aceros ODS (Oxide Dispersion-Strengthened). Estos aceros son prometedores candidatos para la fabricación de las ventanas del reactor debido a su excelente comportamiento a fluencia y frente a irradiación.
El procesado de estos materiales comienza por la aleación mecánica (por molienda de alta energía) de un polvo prealeado base Fe con otros elementos de aleación, con el objetivo de conseguir introducir los elementos formadores de óxidos, que serán los últimos responsables del principal mecanismo de endurecimiento en este tipo de aceros.
La línea actual de investigación se centra en buscar nuevas alternativas para controlar la estequiometría y morfología de los nano-óxidos en el interior de los aceros ODS. Una alternativa interesante sería sintetizar un solo óxido complejo portador de todos los elementos endurecedores. De esta forma se mantendría un control exquisito en la composición química de los óxidos formados evitando posibles contaminaciones. Con este objetivo, se han sintetizado compuestos químicos nanométricos contenedores de los elementos formadores de óxidos para que, durante la molienda de alta energía al descomponerse, creen entornos enriquecidos en estos. De esta forma, durante la posterior consolidación, la activación térmica permitirá la precipitación de nano-óxidos complejos de elevada estabilidad.