EUROfusion Engineering Grant für die Entwicklung von Hightech-Wolfram-Kupfer-Materialien für Divertorkomponenten

Der IPP-Materialwissenschaftler Robert Lürbke ist einer von 16 jungen Forschern, die mit dem EUROfusion Engineering Grant 2024 ausgezeichnet werden.

Die derzeitige Bauweise von Divertor-Plasmakomponenten (plasma-facing component, PFC) besteht entweder aus einem Monoblock, bei dem ein Kühlrohr aus einer Kupferlegierung (Cu) mit einem Wolframblock (W) verbunden ist, oder aus einer flachen Kachel, die mit einem Cu-Kühlkörper verlötet ist. Jüngste Bemühungen im Bereich der Materialmodellierung haben gezeigt, dass eine diskrete volumetrische Materialverteilung von W und Cu die thermischen Spannungen in einer PFC erheblich reduzieren kann. Dies geschieht durch die Kombination der beiden Materialien zu einem Verbundwerkstoff, der Eigenschaften beider Materialien kombiniert.

In seinem EEG-Projekt wird Robert Lürbke die Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung nutzen, um Materialien mit einstellbaren makroskopischen Eigenschaften zu erzeugen. Dazu werden additiv hergestellte W-Gitter in einem Vakuumofen mit Cu infiltriert (siehe Abbildung). W-Gitter können in verschiedenen Verfahren mit unterschiedlichen Rohstoffen und Energiequellen hergestellt werden, was zu unterschiedlichen Bauteilqualitäten führt. Ein Vergleich der Verfahren soll fest stellen, welcher Prozess die besten Bauteile liefern kann