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Das US-Energieministerium (DoE) hat QuesTek Innovations, einem Spezialisten für computergestütztes Materialdesign, eine Phase-II-Förderung in Höhe von 1,1 Millionen US-Dollar für Small Business Innovation Research (SBIR) zugesprochen. Das Unternehmen wird die Mittel nutzen, um neuartige Materialien und 3D-Druckverfahren für die Entwicklung zukünftiger Kernreaktoren zu entwickeln und zu qualifizieren.
QuesTek hofft, dass das Phase-II-Projekt ein kosteneffizientes additives Kaltgasspritz-Fertigungsverfahren mit neuen kompatiblen feuerfesten Legierungen hervorbringen wird. Diese Legierungen sollen als Oberflächenschichten auf ASME-zertifizierten Strukturmaterialien eingesetzt werden und Kernreaktoren eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und Temperaturstabilität verleihen.
Während des Phase-I-Projekts nutzte QuesTek seine Integrated Computational Materials Engineering (ICME)-Technologien, um neuartige Zusammensetzungen von Molybdänlegierungen zu entwickeln, die eine verbesserte Kaltgasspritzverarbeitbarkeit mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit im geschmolzenen Salz und einer starken Grenzflächenbindung zum Trägermaterial kombinieren. In ersten Kaltgasspritzversuchen wurden diese Zusammensetzungen erfolgreich auf Edelstahl 316 abgeschieden. QuesTek wird neben Molybdän weitere feuerfeste Legierungsdesigns (z.B. Niob, Wolfram, Tantal) und umfangreichere, funktional abgestufte Kaltgasspritzstrukturbewertungen untersuchen. Die Evaluierungen werden sich sowohl auf das Material als auch auf den Prozess konzentrieren und Überlegungen zum Scale-up anstellen.
Dr. Pin Lu, QuesTek Materials Design Engineer und Principal Investigator des Projekts, sagte: “Das Kaltgasspritzen ist eine der effektivsten und wirtschaftlichsten Beschichtungstechnologien, um die Lebensdauer von Kernreaktoren der nächsten Generation erheblich zu verlängern. Wir freuen uns über die Möglichkeit, unseren bewährten Ansatz des computergestützten Materialdesigns anzuwenden, um neuartige, hochleistungsfähige, kalt spritzbare feuerfeste Materialien zu entwickeln, die die wirtschaftliche Machbarkeit und Leistung der zukünftigen sauberen Energie verbessern.”
QuesTek arbeitet mit Solvus Global zusammen, einem führenden Unternehmen im Bereich der Prozessoptimierung für fortschrittliche Kaltgasspritztechnologien, der Entwicklung und Vermarktung von AM-Pulvern und der Prozesssteuerung mit maschinellem Lernen, sowie mit Professor Vilupanur Ravi am Cal Poly Pomona, einem Experten für das Materialverhalten in Salzschmelzen, um ein gleichzeitiges Design von Material und Prozess zu erreichen.
