W/Cu-Gradientenstrukturen für Komponenten mit unmittelbarem Plasmakontakt in Fusionsreaktoren

聚变反应堆中直接等离子体接触部件的钨/铜梯度结构

基本信息

批准号：
36207724
负责人：
Professor Dr.-Ing. Bernd Kieback
金额：
--
依托单位：
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2011-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/36207724?language=en
关键词：
Cu Gradientenstrukturen Komponenten mit unmittelbarem

项目摘要

Die Grundlagenuntersuchungen in diesem Vorhaben dienen der Entwicklung von Werkstoffkonzepten für die stationäre Abfuhr von sehr hohen Wärmeflüssen. Solche Belastungsbedingungen treten z.B. an plasmanahen Komponenten von zukünftigen Fusionsreaktoren auf. Das Ziel ist die Klärung des Einflusses eines Gradientenübergangs zwischen plasmaseitigem Wolfram und der Wärmesenke aus einer CuCrZr-Legierung auf die Verringerung thermisch bedingter Spannungen in den durch den Wärmefluss und Temperaturwechsel höchstbelasteten Bauteilen. Im Rahmen des Projektes sollen die Herstellungswege der Gradientenbauteile erforscht, der Belastungsfall analysiert und die auf der Basis lokaler Werkstoffkennwerte ausgelegten Modellkomponenten anwendungsrelevanten Tests unterzogen werden. Dazu wurde im ersten Projektzeitraum eine Vielzahl von geeigneten Modell-Proben mit unterschiedlichem W/CuCrZr-Konzentrationsverhältnis hergestellt und daran die zur Verifizierung der FEM-Modellierung notwendigen ortsabhängigen Werkstoffkennwerte bestimmt. Diese zeigen vor allem anhand der erhöhten mechanischen Eigenschaften den positiven Einfluss der CuCrZr-Legierung im Vergleich zu reinem Kupfer. Die Ergebnisse der FEM-Simulationen sind äußerst vielversprechend, da sie in weiten Teilen sehr gut mit den experimentell bestimmten Kennwerten übereinstimmen. Basierend auf diesen Ergebnissen und der noch zu entwickelnden Technologie zur W/CuCrZr-Gradienten-Modellbauteilherstellung werden im zweiten Teil des Projektes mit Hilfe von FEM-Modellierungen zur Geometrie und Zusammensetzung des gradierten Überganges anwendungsoptimierte W/CuCrZr-Gradientenwerkstoffe hergestellt und diese im Bezug auf die Gefügecharakteristika, das Gradientenprofil bzw. die thermischen Eigenschaften umfassend charakterisiert. Die optimierten Gradientenwerkstoffe werden in geeignete Modellbauteile integriert und in anwendungsnahen Versuchen getestet. Aus den so ermittelten Eigenschaftsprofilen werden in Kombination mit den Ergebnissen der FEMModellierungen in iterativen Schritten Rückschlüsse auf eine weitere Verfahrens- und Werkstoffoptimierung gezogen.

Die GrundlagenUntersuchungen in Diesem Dienen Dienen DIENECKLUNG VON WERKSTOFFKONZEPTEN Für Die Stationäre ABFUHR VON Wär Hohen N. Das Zukünftigen Fusionsreaktoren Auf. Lusses Eines Gradientenübergancy Zwischen Plasmaseitigem Wolfram und Der Wärmesenke AUS EINER CUCRZR- LEGIERUNG AUFE VERRINGERUNG THERMISCH SPANNUNGEN in some N Des Projektes Sollen Die Herstellungsuge Der渐变的Erforscht，der belastungsfall andyersiert和die die die lokaler ennwerte ausgelegten modellkompontenten anwendungungnungungsrelevanten测试Unterzogen unterzogen werden urur g der fem-modelierundigenortsabhängigenwerkstoffkennwerte bestimmt。 der cucrzr-legierung im vergleich zu renem kupfer die ergebnisse der-simulationen sindäuerstäuerstvielversprend bereinstimmen。 berganges anwendungsoptimi fe hergesilgt und diese im bezufugecharakteristika，das渐变bzw。 Iver schritten auf eine weitere verfahrens-undrdstofftimierung gezogen。