Das Projekt "Hochtemperaturwerkstoffe mit intermetallischen Strukturen (HOTWIN)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Werkstoff- und Fügetechnik durchgeführt. Das beantragte Projekt bezieht sich auf die Anwendung einer energieeffizienten Methode zur Herstellung von neuartigen Refraktärmetalllegierungen mit Schmelztemperaturen oberhalb von 2000 Grad C. Diese bringen das Potential mit sich, in Gasturbinen derzeit eingesetzte Nickelbasis-Superlegierungen mit maximalen Anwendungstemperaturen von etwa 1100 Grad C, zu substituieren. In unserem Ansatz sollen Molybdänbasiswerkstoffe direkt aus einer Mischung elementarer Pulver hergestellt werden, wobei Größe und Verteilung der Mikrostrukturbestandteile gezielt durch die Herstellungsparameter beeinflusst werden. Der ukrainische Partner stellt dafür einen speziell für derart hochschmelzende Werkstoffe konzipierten Zonenschmelzofen zur Verfügung. Die Expertise des deutschen Partners soll dahingehend genutzt werden, die Zusammenhänge zwischen der Mikrostruktur und den Eigenschaften der neuen Werkstoffe zu charakterisieren. Zunächst sollen geeignete, möglichst eutektische Legierungszusammensetzungen aus thermophysikalischen Daten berechnet werden. Zu hochschmelzendem Mo sollen Si, B, Zr, Hf und/oder Ti mit dem Ziel der Optimierung der Eigenschaften (wie Oxidationswiderstand, Kriechresisenz und Bruchzähigkeit) hinzulegiert werden. Ausgewählte Legierungen werden anschließend über das Zonenschmelzverfahren produziert. Für die neuartigen Werkstoffe erfolgt eine eingehende Analyse der mechanischen Eigenschaften im für die Anwendung interessanten Temperaturbereich (von Raumtemperatur bis etwa 1200 Grad C).
Das Projekt "Berücksichtigung spezieller Effekte für die Anwendung eines optimierten Bruchmechanikkonzepts für den RDB-Sicherheitsnachweis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AREVA GmbH durchgeführt. Zur anwendungsorientierten Vervollständigung des Bruchmechanikkonzepts über den gesamten Temperaturbereich für den RDB-Sicherheitsnachweis sollen die Einflüsse, wie erhöhte im Zähbruchbereich befindliche Prüftemperaturen, WPS-Effekt durch betrieblich bedingte Vorbelastung und Werkstoffinhomogenitäten auf die Bruchzähigkeitskurve anhand von bruchmechanischen Versuchen mit für europäische Anlagen repräsentativen RDB-Werkstoffen aus der bereits vorhandene Datenbasis und zusätzlich mit einem geseigerten Werkstoff quantifiziert werden. Die Einbeziehung unterschiedlicher Probengeometrien, statistischer Unsicherheitsbewertungen und die Verifikation mikromechanischer Versagens-Modelle (Local Approach) dienen vor allem dazu, bauteilbezogene Sicherheitsmargen für die RDB-Integritätsbewertung zu quantifizieren. Insgesamt ist das Ziel einen sicheren Langzeitbetrieb von Kernkraftwerken im Sinne des aktuellen Stands von W&T abzusichern, den Anschluss an den internationalen Erkenntnisstand zu gewährleisten, die Kompetenz für diese sicherheitstechnisch relevante Thematik weiter zu entwickeln, und dazu beizutragen, den Stand von W&T in die entsprechenden Regelwerke zu implementieren. Mit der Einbeziehung von entsprechenden Daten deutscher Nachbarländer kann gleichzeitig ein grenzüberschreitender Beitrag für die nukleare Sicherheit weltweit geleistet werden. Es werden aus insgesamt 6 überwiegend originale RDB-Werkstoffe sowie aus einem geseigerten bzw. wasserstoffflockenhaltigen Werkstoff Proben hergestellt und folgende Untersuchungen durchgeführt: - Bruchmechanikversuch -zur Rissinitiierung und stabiler Rissverlängerung im duktilen Bereich -unter Berücksichtigung einer warmen Vorbelastung (WPS-Effekt) mit verschiedenen Last- und Temperaturparametern. -mikrostrukturelle Untersuchungen (REM, TEM) -Numerische und statistische Berechnungen.
Das Projekt "GRACE - Neuartige Graphen modifizierte kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe zur Verbesserung der Schadenstoleranz und multifunktionale Eigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Faserverstärkte Kunststoffen (FVK) finden zunehmend Einsatz in der Luft- und Raumfahrt. Für eine noch größere Flexibilität in der Bauteilauslegung und eine noch größere Gewichtseinsparung ist die Entwicklung von Materialien mit weiter verbesserten und spezifischen Eigenschaften notwendig. Der Einsatz von Graphen als Additiv in der Kunststoffmatrix von FVK verfolgt neben einer erhofften Verbesserung der mechanischen Eigenschaften das Ziel nicht-intrinsische Kompositeigenschaften wie thermische Leitfähigkeit und Barriereeigenschaften zu verbessern. Hierzu werden geeignete Herstellungsverfahren entwickelt und an einem kleinen Demonstrator umgesetzt. 2. Arbeitsplanung Graphene werden von ausgewählten Suppliern bezogen und hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit in epoxidbasierten kohlefaserverstärkten Faserverbunden untersucht. Herstellungsverfahren für derartige Komposite werden untersucht und Tests hinsichtlich der erreichbaren Materialverbesserungen (Bruchzähigkeit, Schadensverhalten, thermische Leitfähigkeit) werden durchgeführt. Die erarbeiteten Ergebnisse fließen in die Herstellung eines Demonstratorbauteils.