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ENEA - divisione Fusione

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Materiali Avanzati

Contatto: Ing. Bruno Riccardi
e-mail: riccardi@frascati.enea.it
tel.    : 0039 06 9400 5159
fax.   : 0039 06 9400 5147

Materiali compositi ceramici a fibra continua di carburo di silicio (Compositi SiCf/SiC)

Micrografia di composito tridimensionaleMicrografia di composito tridimensionale

I compositi ceramici in fibra e matrice di carburo di silicio (compositi SiCf/SiC) sono studiati quale materiale strutturale dei futuri reattori a fusione in quanto possiedono una elevata resistenza meccanica ad alta temperatura ed in virtù delle loro caratteristiche di bassa attivazione neutronica. L’attività di R&D per la fusione è rivolta principalmente a migliorare le proprietà termo-meccaniche ed in primo luogo la conducibilità termica.

Sviluppo di tecnologie di tessitura tridimensionale di fibre tecniche (carbonio e carburo di silicio) con alta percentuale di fibre lungo lo spessore.
[Collaborazione con Tecnotessile s.r.l. di Prato].

Sviluppo di compositi SiCf/SiC avanzati
L’attività consiste nella densificazione con SiC policristallino di tessiture bi o tri-dimensionali tramite tecnologia mista di infiltrazione chimica in fase vapore (CVI) ed impregnazione polimerica e pirolisi (PIP).

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Sviluppo di tecnologie di giunzione di ceramici (monolitici e compositi)

Immagine TEM di giunzione di carburo di silicio Immagine TEM di giunzione di carburo
di silicio.

 


Le tecnologie di giunzione sono basate sull’utilizzo di processi di brasatura che impiegano leghe eutettiche ed intermetallici di silicio-titanio-cromo per la giunzione di carburo di silicio monolitico o composito.

 

 

 

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Realizzazione di materiali ceramici a gradiente di funzione

I materiali a gradiente di funzione sviluppati consistono in una struttura mista di carburo di silicio multistrato e di un composito ceramico con matrice di carburo di silicio e fibre continue di carbonio o di carburo di silicio.

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Caratterizzazione meccanica di materiali metallici tramite indentazione cilindrica a testa piatta

Tecnica basata sull’uso di un penetratore cilindrico a testa piatta avente diametro variabile da 0.7 a 1 mm. La prova consente di calcolare il modulo di elasticità, la tensione di snervamento e la temperatura di transizione duttile fragile.
[Collaborazione con Università di Roma “Tor Vergata”].

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Sorgente neutronica intensa (IFMIF)

La sorgente IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility) è una sorgente neutronica del tipo deuterio-litio che produce un intenso flusso di neutroni per caratterizzare i materiali candidati per i futuri reattori a fusione. L’attività condotta presso l’Unità Tecnico Scientifica- Fusione concerne lo studio del bersaglio di litio liquido e l’analisi di sicurezza dell’impianto.

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Sviluppo di rivestimenti protettivi tramite plasma spray

Al fine di proteggere i componenti di interfaccia plasma-parete dei reattori tokamak sono stati realizzati rivestimenti di carburo di boro e di tungsteno. Tali rivestimenti sono stati anche caratterizzati nei confronti della fatica termomeccanica.
[Collaborazione con CSM-Centro Sviluppo Materiali di Castel Romano-Roma e Flametal SpA- Fornovo sul Taro-PR].

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