The aim of this work is the development, optimization and validation of an advanced Wf/Cu metal-matrix composite (MMC) as an efficient high temperature heat sink material for future fusion reactors like DEMO. The main focus is the interface optimization between the W fibers and the Cu matrix of the MMC for enhanced adhesion, resulting in good mechanical properties of the compound. The optimization consists of, first, tailoring the nanoscopic interface by depositing different interlayers to achieve a form closure plus adhesive bond, and second, by nano- and microstructuring of the fiber to improve the mechanical interlocking. Therefore, different interface and microstructuring concepts were developed, realized, characterized on several length scales and mechanically validated. The optimal concepts were unified in MMCs, processed in monoblock mock-ups and tested under high heat fluxes.     «

The aim of this work is the development, optimization and validation of an advanced Wf/Cu metal-matrix composite (MMC) as an efficient high temperature heat sink material for future fusion reactors like DEMO. The main focus is the interface optimization between the W fibers and the Cu matrix of the MMC for enhanced adhesion, resulting in good mechanical properties of the compound. The optimization consists of, first, tailoring the nanoscopic interface by depositing different interlayers to achie...     »

Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung, Optimierung und Bewertung eines Wf/Cu Verbundwerkstoffs (MMC), der als Wärmesenke in zukünftige Fusionsreaktoren eingesetzt werden soll. Dabei liegt die Grenzflächenoptimierung zwischen den W-Fasern und der Cu-Matrix im Vordergrund. Der Optimierungsprozess beinhaltet eine Anpassung der Faseroberfläche mittels Beschichtungen mit unterschiedlichen Zwischenschichten, um sowohl einen Formschluss von Faser und Matrix zu erhalten als auch eine verbesserte Faser/Matrix Adhäsion zu erzeugen. Um die mechanische Verzahnung von Faser und Matrix zusätzlich zu verbessern, wird die Faseroberfläche im Mikro- und Nanobereich modifiziert. Verschiedene Grenzflächen- und Mikrostrukturierungskonzepte wurden entwickelt und bewertet. Die optimale Konzeptkombination wurde in MMCs umgesetzt und zu Monoblock-Bauteilen weiterverarbeitet. Abschließend wurde die Funktionalität des neuen MMCs durch Wärmeflusstests überprüft.     «

Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung, Optimierung und Bewertung eines Wf/Cu Verbundwerkstoffs (MMC), der als Wärmesenke in zukünftige Fusionsreaktoren eingesetzt werden soll. Dabei liegt die Grenzflächenoptimierung zwischen den W-Fasern und der Cu-Matrix im Vordergrund. Der Optimierungsprozess beinhaltet eine Anpassung der Faseroberfläche mittels Beschichtungen mit unterschiedlichen Zwischenschichten, um sowohl einen Formschluss von Faser und Matrix zu erhalten als auch eine verbesserte Faser...     »