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Ansprechpartner:
Dr. Michael Klimenkov
Gruppenleiter

Tel.: +49 721 608-22903
Fax: +49 721 608-24567

E-Mail: michael klimenkovGzs7∂kit edu

Weiterentwicklung von niedrig-aktivierenden 9%Cr Stählen

EBSD EUROFER97
EBSD-Analyse eines EUROFER97 Gefüges

Speziell für die Fusion entwickelte neue 9%Cr Stähle (EUROFER97 Weiterentwicklung) werden detailiert charakterisiert. Diese Untersuchungen umfassen dabei z. B.:

  1. Gefügecharakterisierung (Lichtmikroskopie)
  2. Bestimmung der sekundären Ausscheidungen (Nitrid- und Carbidanteile) mittels TEM-Replika
  3. Phasenanteile und Kristallographische Bestimmung durch Electron-backscatter-diffaction (EBSD). 

Mikrostrukturcharakterisierung von Neutronen-bestrahlten Materialien

Irradiated 9-Cr steel
Analyse von strahlungsinduzierten Schäden an einer Stahlprobe

Die Veränderung der mechanischen Eigenschaften von metallischen Werkstoffen durch Neutronenbestrahlung wird durch Veränderung in deren Mikrostruktur bestimmt. Diese Veränderungen werden maßgeblich durch die Bestrahlungstemperatur und Dosis beeinflusst. Die Bestrahlungsexperimente wurden in High Flux Reactor (HFR) in Petten und in BOR-60 Forschungsreaktor Dimitrovgrad (Russland) durchgeführt. Die Aufgabe von Transmissionselektronenmikroskopie ist die Abbildung und quantitative Charakterisierung von Strahlungsinduzierten Defekten wie Versetzungsringen und He gefüllten Bläschen.

Beryllium und Beryllide

  • Untersuchung von Be Proben aus HIDOBE Bestrahlungsexperimenten. Abbildung hexagonalen Bläschen und 3D Rekonstruktion deren Form. 
  • Zielpräparation von TEM-Lamellen aus neutronen-bestrahltem Beryllium am Focused Ion Beam (FIB/SEM) im Konrollbereich des Fusions-Material-Labors

Niedrig-aktivierend 9%-Cr Stähle

  • Untersuchung von verschiedenen Niedrigaktivierenden Stählen bestrahlten bis 16dpa im Temperaturbereich von 250°C bis 450°C im Rahmen SPICE Bestrahlungsprogramm.
  • Untersuchung von verschiedenen Niedrigaktivierenden Stählen bestrahlten bis 32dpa bei Temperatur von 330°C im Rahmen ARBOR Bestrahlungsprogramm.

Wolfram-Refraktärmetalle

  • TEM Untersuchung von Neutron bestrahlten W Proben. Die Bestrahlung erfolgte bis eine Dosis von 1.6 dpa bei 900°C in HFR in Petten. Die Untersuchungen erfolgten in enger Kooperation mit University of Oxford, UK

3D Charakterisierung von Materialien mit Focused Ion Beam (FIB/SEM Workstation)

FIB Auriga
Die Bilder 1 bis 4 zeigen einzelne Arbeitsschritte bei der TEM-Lamellen-Präparation. Hier kommen der integrierte Omniprobe 400- Nanomanipulator und das Gas-Injektions-System zum Einsatz. Bild 4 zeigt die fertige Lamella am TEM-Grid
W FIB 3D Schnitt
Cross Section Aufnahme zur Beurteilung des Korngefüges, Beispiel: Wolfram, warmgewalzt

Utra-feinkörnige Wolfram-Werkstoffe

Für Wolfram-Werkstoffe mit ultra-feiner Korngröße eignen sich 3D Schnitte mit dem FIB besonders und die stark anistrope Gefügestruktur sichtbar zu machen.

Kriechbeständige NiAl-Cr Hochtemperatur-Werkstoffe

Werkstoffe auf der Basis der intermetallischen Phase NiAl als hochwarmfeste Materialien und verstärkt mit Refraktärmetallen werden mikrostrukturell charakterisiert. Neben Untersuchungen am TEM wurden bisher auch 3D Untersuchungen durchgeführt. Hierbei ermöglichte erst der gleichzeitige Einsatz der EBSD- und EDX-Analysetechnik eine eindeutige Trennung der Chrom-Fasern und der Matrix, der intermetallischen Phase NiAl. 


aktuelle Publikationen

Klimenkov, M., Jäntsch, U., Rieth, M., Schneider, H. C., Armstrong, D. E. J., Gibson, J., & Roberts, S. G. (2016). Effect of neutron irradiation on the microstructure of tungsten. Nuclear Materials and Energy, 9, 4–7. http://doi.org/10.1016/j.nme.2016.09.010

Hoffmann, J., Rieth, M., Commin, L., Fernández, P., & Roldán, M. (2016). Improvement of reduced activation 9%Cr steels by ausforming. Nuclear Materials and Energy6, 12–17. http://doi.org/10.1016/j.nme.2015.12.001

Hoffmann, J., Rieth, M., Commin, L., & Antusch, S. (2015). Microstructural anisotropy of ferritic ODS alloys after different production routes. Fusion Engineering and Design, 98-99, 1986–1990. http://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.05.002

Rogozhkin, S., Bogachev, a., Korchuganova, O., Nikitin, a., Orlov, N., Aleev, a., … Seils, S. (2016). Nanostructure evolution in ODS steels under ion irradiation. Nuclear Materials and Energy, 9, 66–74. http://doi.org/10.1016/j.nme.2016.06.011

Emelyanova, O. V., Ganchenkova, M. G., Malitskii, E., Yagodzinskyy, Y. N., Klimenkov, M., Borodin, V. A., … Hänninen, H. (2016). Investigation of microstructure changes in ODS-EUROFER after hydrogen loading. Journal of Nuclear Materials, 468, 355–359. http://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.07.053

Klimenkov, M., Materna-Morris, E., & Möslang, A. (2015). Boron effect on the microstructure of 9% Cr ferritic–martensitic steels. Journal of Nuclear Materials, 462, 280–288. http://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.03.002