Compuestos de tungsteno reforzados con fibras largas de tungsteno alineadas producidos por metalurgia de polvos
Autores: Mao, Yiran; Coenen, Jan W.; Liu, Chao; Terra, Alexis; Tan, Xiaoyue; Riesch, Johann; Höschen, Till; Wu, Yucheng; Broeckmann, Christoph; Linsmeier, Christian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Compuestos de tungsteno reforzados con fibras largas de tungsteno alineadas producidos por metalurgia de polvos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Nuclear
Palabras clave
Reactor de fusión
Tungsteno
Compuestos
Fragilidad
Propiedades mecánicas
Metalurgia de polvos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Para el futuro reactor de fusión, el tungsteno es el principal material candidato como material en contacto con el plasma. Sin embargo, considerando el alto estrés térmico durante la operación, la fragilidad intrínseca del tungsteno es uno de los problemas. Para superar la fragilidad, se han desarrollado compuestos de tungsteno reforzados con fibra de tungsteno (W/W) utilizando mecanismos de endurecimiento extrínsecos. El proceso de metalurgia de polvos y el proceso de deposición de vapor químico son las dos rutas de producción para preparar W/W. Para la ruta de metalurgia de polvos, debido a limitaciones técnicas, estudios anteriores se centraron en compuestos reforzados con fibras distribuidas aleatoriamente y de corta longitud. Sin embargo, para los compuestos de fibra corta y aleatoria, la resistencia y el efecto de refuerzo son considerablemente limitados en comparación con los compuestos de fibra continua alineada. En este trabajo, se han realizado por primera vez compuestos de tungsteno reforzados con fibra de tungsteno larga y alineada, basados en procesos de metalurgia de polvos, colocando alternativamente capas de tejidos de tungsteno y capas de polvo de tungsteno. El W/W producido muestra propiedades mecánicas significativamente mejoradas en comparación con el W puro y el W/W convencional de fibra corta.
Descripción
Para el futuro reactor de fusión, el tungsteno es el principal material candidato como material en contacto con el plasma. Sin embargo, considerando el alto estrés térmico durante la operación, la fragilidad intrínseca del tungsteno es uno de los problemas. Para superar la fragilidad, se han desarrollado compuestos de tungsteno reforzados con fibra de tungsteno (W/W) utilizando mecanismos de endurecimiento extrínsecos. El proceso de metalurgia de polvos y el proceso de deposición de vapor químico son las dos rutas de producción para preparar W/W. Para la ruta de metalurgia de polvos, debido a limitaciones técnicas, estudios anteriores se centraron en compuestos reforzados con fibras distribuidas aleatoriamente y de corta longitud. Sin embargo, para los compuestos de fibra corta y aleatoria, la resistencia y el efecto de refuerzo son considerablemente limitados en comparación con los compuestos de fibra continua alineada. En este trabajo, se han realizado por primera vez compuestos de tungsteno reforzados con fibra de tungsteno larga y alineada, basados en procesos de metalurgia de polvos, colocando alternativamente capas de tejidos de tungsteno y capas de polvo de tungsteno. El W/W producido muestra propiedades mecánicas significativamente mejoradas en comparación con el W puro y el W/W convencional de fibra corta.