Dissertação

HEAs: High Entropy Alloys for advanced systems and engines EVALUATED

Resumo Espera-se que o diversor de um tokamak sustente elevados fluxos térmicos em tempo de serviço. A grande diferença entre a temperatura operacional do tungsténio e a da liga dissipadora de calor CuCrZr, requer uma camada intermédia operando como uma barreira térmica, compatibilizando a troca eficiente de calor com um tempo de vida útil prolongado. Ligas de alta entropia - compostas por cinco ou mais elementos metálicos, concentrações entre 5 at. % e 35 at. %, formadoras de soluções sólidas aleatórias com estruturas distorcidas BCC ou FCC - têm revelado propriedades térmicas e mecânicas diferenciadas que são promissoras para aplicações de barreira térmica, em determinadas composições. Neste estudo, o WxTaCrNbV (x = 20 e 30 at.% W) e CuxCrFeTiV (x = 5, 10, 20 e 30 at.% Cu) foram preparados através de moagem mecânica e consolidadas por Spark Plasma Sintering. Tratamentos térmicos foram realizados para avaliar a estabilidade térmica das amostras consolidadas. Análises de microscopia eletrónica de varrimento, difração de raios-X e espetroscopia de energia dispersiva foram executadas em todos as amostras. Os sistemas sinterizados WxTaCrNbV revelam essencialmente duas soluções sólidas BCC na sua microestrutura. Recozimentos térmicos apontam para estabilidade até 1100 C. O CuxCrFeTiV exibe uma estrutura de BCC dominante com uma estrutura minoritária FCC. Medições de difusividade térmicas revelam propriedades indicadas para barreira térmica. Iões de árgon foram irradiados para simular defeitos criados nos materiais durante a operação do reator nuclear. Palavras-chave: diversor; tokamak; liga de alta entropia; camada intermédia de barreira térmica; microestrutura; difração de raios -X
diversor, tokamak, liga de alta entropia, camada intermédia de barreira térmica, microestrutura, difração de raios -X

Setembro 4, 2019, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Marta Sofia Rosado Silva Dias

Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN)

ORIENTADOR

Rui Manuel Coelho da Silva

Departamento de Engenharia e Ciências Nucleares (DECN)

Principal Researcher