Vysokoteplotní příprava pokročilých žáruvzdorných materiálů indukčně vázaným plazmatem v kontrolované atmosféře
ID projektu:GA19-14339S
Poskytovatel:Grantová agentura České republiky
Období:01.01.2019 - 31.12.2021
Příjemce - koordinátorÚstav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i., Praha
Hlavní řešitel:Ing. Tomáš Chráska, Ph.D.
Spolupříjemce / hl. řešitel(é):Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, České vysoké učení technické, Praha -- Ing. Ondřej Kovářík Ph.D.
Spoluřešitelé z ÚFPF. Lukáč, J. Čížek, J. Klečka, J. Matějíček, R. Mušálek, M. Vilémová, . Csáki

Cíle projektu: Komponenty první stěny termojaderných zařízení musí odolat působení plazmatu a neutronového toku při zachování potřebných mechanických vlastností a zároveň splňovat přísné bezpečnostní požadavky. Pokročilé žáruvzdorné komponenty na bázi wolframu jsou vyvíjeny pro svůj potenciál dostát těmto často protichůdným požadavkům ve formě slitin, kompozitů a gradovaných vrstev. Tyto materiály jsou teprve ve stádiu vývoje a jsou vyráběny čistě laboratorními metodami. Technologie RF-ICP (indukčně vázané plazma) je škálovatelný způsob přípravy materiálů, který může vyřešit nevýhody dosavadních postupů. Ochranná atmosféra RF-ICP zabraňuje oxidaci deponovaných materiálů. Axiální podávání nanášeného materiálu nabízí přímou a unikání možnost přípravy wolframových slitin a kompozitů, které mohou být formovány do gradovaných vrstev a tvořit celek s pokročilými termomechanickými vlastnostmi. Rozsáhlá diagnostika přinese hlubší pochopení depozičních procesů, vztahu mezi procesními parametry a vlastnostmi vytvořeného materiálu a povede k přípravě wolframových materiálů s požadovanými vlastnostmi.

Související výsledky:

Klečka J., Čížek J., Matějíček J., Lukáč F., Vala J.: Thick functionally-graded W-316L composite coatings for nuclear fusion applications. Nuclear Materials and Energy 34 [March] (2023) č. článku 101373. E. [ Link ]

Kovarik O., Čížek J., Klečka J., Karlík M., Čech J., Kozlík J., Lauschmann H.: Tungsten Heavy Alloys from Mixed Feedstock by RF Plasma. Journal of Thermal Spray Technology 32 [8] (2023) 2747-2762. [ Link ]

Klečka J., Čížek J., Matějíček J., Lukáč F., Zlatník R., Chráska T.: Tailoring the structure of RF-ICP tungsten coatings. Surface and Coatings Technology 406 [January] (2021) č. článku 126745. [ Link ]

Kovařík O., Čížek J., Klečka J., Karlík M., Čapek J., Siegl J., Chráska T., Takayasu S.: Mechanical properties and fatigue crack growth in tungsten deposited by RF-plasma. Surface and Coatings Technology 410 [March] (2021) č. článku 126930. [ Link ]

Matějíček J., Klečka J., Čížek J., Veverka J., Vilémová M., Chráska T., Ganesh V.: Tungsten-steel and tungsten-chromium composites prepared by RF plasma spraying. Proceedings 29th International Conference on Metallurgy and Materials. Ostrava: Tanger, 2020, s. 756-763. ISBN 978-80-87294-97-0. [ Link ]
[29th International Conference on Metallurgy and Materials. Brno (CZ), 20.05.2020-22.05.2020]

Hulka I., Mušálek R., Lukáč F., Klečka J., Chráska T.: Microstructure and microhardness evaluation for NiCrAlY materials manufactured by spark plasma sintering and plasma spraying. Acta Polytechnica CTU Proceedings. Vol. 27. Prague: Czech Technical University in Prague, 2020, Roč. 27 (2020), s. 13-17. ISBN 978-80-01-06735-2. ISSN 2336-5382. [ Link ]
[14th International Conference on Local Mechanical Properties. Praha (CZ), 06.11.2019-08.11.2019]

Čížek J., Klečka J.: Harnessing fusion power: W and w-cr armor coatings for plasma facing components in tokamaks: Radio-frequency inductively coupled plasma spray is a promising method for producing mechanically strong, oxidation resistant coatings as facing on tokamak vessel surfaces. Advanced Materials & Processes 177 [5] (2019) 46-49.

Čížek J., Klečka J., Vilémová M., Matějíček J., Veverka J., Mušálek R., Lukáč F., Kondás J., Zlatník R.: Armor W-Cr coatings for plasma-facing components in tokamaks by cold spray and RF-ICP. Proceedings of the International Thermal Spray Conference. 2019, s. 535-540. ISBN 9781510888005.
[International Thermal Spray Conference and Exposition: New Waves of Thermal Spray Technology for Sustainable Growth. Yokohama (JP), 26.05.2019-29.05.2019]