Acronim: WPMAT-RO

Contract nr.: EURATOM-RO/CDI/2024-2-002

Program finantare: PNCDI IV/5.9/5.9.2/Modul EURATOM-RO & GA101052200

Durata proiectului: 23 luni (2025.02.261 – 2026.12.31)

Rezumatul proiectului

Contribuția propusă de INCDFM pentru pachetul WPMAT este axată pe procesarea și caracterizarea HHFM. Partea de procesare acoperă fabricarea de materiale din folii de W dopate cu K, folosind tehnologia FAST deja demonstrată, precum și tehnologii de îmbinare pentru materiale disimilare prin FAST, lipire în stare solidă (diffusion bonding) și brazare. Cu echipamentele disponibile, INCDFM poate realiza fabricarea de componente la scară mică. În ceea ce privește caracterizarea, INCDFM poate contribui, așa cum a făcut și în activitatea anterioară, la caracterizarea proprietăților termo-fizice (proprietăți de transport termic și electric, dilatare termică), precum și la investigații de microstructură utilizând XRD, SEM, HRTEM și diverse tehnici spectroscopice (XRF, XPS, SIMS-TOF, ICP-MS, FTIR etc.). Atât tehnologiile de îmbinare, cât și metodele de caracterizare a materialelor pot acomoda și investigații pentru alte sarcini, precum cele privind oțelurile sau materialele funcționale.

Partea complementară își propune să dezvolte noi rute de procesare a materialelor și noi tehnici de investigație. Dezvoltarea de metode nedistructive de investigare a diferitelor tipuri de îmbinări folosind microtomografie computerizată cu raze X sau micro-XRF de la partenerul INFLPR-Tiseanu ar putea furniza un instrument suplimentar pentru testarea ND a componentelor, inclusiv a materialelor dense precum W. Totuși, din cauza absorbției ridicate a razelor X de către W, probele investigate până acum, în pofida progreselor incrementale obținute (de la submilimetru la câțiva milimetri), sunt încă mici și de obicei nerelevante pentru componente reale de dimensiunea divertorului. Pe baza rezultatelor recente obținute pe materiale stratificate care conțin cel puțin o parte din W și beneficiind de noile tehnici dezvoltate de grupul INFLPR-Tiseanu, ne propunem să le rafinăm în continuare. Mai mult, apar noi materiale promițătoare pentru aplicații în fuziune, de exemplu, HEA-uri care conțin una sau mai multe componente cu Z înalt, a căror caracterizare microstructurală 3D prezintă provocări tot mai mari.

În ceea ce privește interacțiunea materialelor cu particule energetice, am colaborat deja cu grupul INFLPR-Ticos pentru a investiga suprafețe iradiate, urmărind detectarea posibilelor elemente expulzate din interiorul compozitelor sau a deteriorărilor îmbinărilor din structuri multimateriale. Totuși, configurația experimentală ar putea fi îmbunătățită în două direcții (fie pentru a extinde fasciculul către o zonă mai mare, fie, dimpotrivă, pentru a focaliza fasciculul pe un spot mai mic și pentru a analiza efectele asupra zonelor adiacente care vor fi afectate de tensiuni termice mari, analizând astfel efectele locale de șoc termic).

În ceea ce privește dezvoltarea tehnologiilor de procesare și îmbinare, ne propunem să dezvoltăm o tehnologie bazată pe SPS pentru încastrarea interfețelor în componente de tip monobloc. În final, vizăm îmbunătățirea capabilităților noastre de a produce materiale noi, cu accent pe noi aliaje de înaltă entropie. Multe dintre aceste HEA-uri pot fi produse prin topire cu arc și turnare, permițând, pe de o parte, o rută de producție mai simplă și scalabilă și, pe de altă parte, compararea proprietăților materialelor cu cele ale materialelor produse prin rute de metalurgie a pulberilor (cum ar fi alierea mecanică urmată de sinterizare).