Spuitgieten metalen voor extreme hitte

ECN heeft een extreem thermo-shock bestendig materiaal voor kernfusietoepassingen ontwikkeld die met spuitgieten wordt vormgegeven. KeyTec en ECN hebben deze maand een licentieovereenkomst getekend waardoor KeyTec via dit proces hoogwaardige materialen (hoogsmeltend en slijtvast) kan maken en leveren.

Wolfraam en molybdeen zijn poedermetallurgische materialen die optimaal blijven tijdens extreme warmtebelasting. ECN heeft een poedermetallurgische variant van het spuitgiettechnologie proces ontwikkeld voor de productie van wolfraam componenten, die onder extreme warmtebelastingen superieure eigenschappen vertonen. Het materiaal is yttrium gedoteerd. Testen bij een geabsorbeerd vermogen van 1.13 GW/m2 gedurende 1000 cycles van 1 ms leiden niet tot scheurvorming, in tegenstelling tot conventioneel materiaal.

Kernfusie

Met name de ductiliteit, de buigsterkte en de hardheid van het materiaal zijn geoptimaliseerd, alsmede de rekristallisatie eigenschappen. KeyTec en ECN willen deze ontwikkeling uitbreiden naar andere moeilijk bewerkbare hoogsmeltende materialen en precisie metaal componenten met bijzondere eigenschappen in kleine series. Hoewel dit proces is ontwikkeld voor kernfusietoepassing, is het ook geschikt voor tal van andere hoge temperatuur- en afschermingstoepassingen.

Stabiel met 2000 °C

De eigenschappen van het verkregen materiaal zijn voor een groot gedeelte bepaald door het gebruik van de spuitgiettechnologie. Het materiaal is homogeen en vertoont een fijne microstructuur, dezelfde in drie dimensies, in tegenstelling tot de richtingsafhankelijkheid van conventioneel materiaal. Het materiaal vertoont dan ook geen rekristallisatie tussen 1200-1440 °C, maar is stabiel tot ruim boven 2000 °C. De technologie is geschikt voor het toepassen van een breed scala aan doteringen en het ontwikkelen van legeringen, die beide de sleutel zijn voor het ontwikkelen van nieuwe materialen. 

(bron: ECN)