Institut für Angewandte Materialien - Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)

Werkstoffe

Wolfram (W)-Laminate

Wolfram (W) ist das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt aller Metalle (Ts = 3422°C) und wäre daher für Hochtemperaturanwendungen in der Energietechnik prädestiniert. Allerdings verhindern bisher dessen geringe Oxidationsbeständigkeit ab Temperaturen jenseits 600 °C sowie dessen geringe Risszähigkeit bei Raumtemperatur bzw. dessen hohe Spröd-duktil-Übergangstemperatur einen Einsatz als Strukturwerkstoff.
Im Vergleich zu anderen kubisch raumzentrierten Materialien wie z.B. α-Fe, zeigt Wolfram als Antwort auf Kaltumformung paradoxes Materialverhalten. So führt Kaltumformung bei Wolfram zu einer
• Erhöhung der Festigkeit und Duktilität, als auch zu einer
• Verschiebung der Spröd-duktil-Übergangstemperatur zu niedrigeren Temperaturen.
In beiden Fällen liegt noch kein Mechanismenverständnis vor.

Die Idee des W-Laminates besteht nun darin, dass mach sich eines hochgradig kaltumgeformten Halbzeugs als Ausgangspunkt der Laminatsynthese bedient: einer Wolframfolie. Diese besitzt außergewöhnliche Eigenschaften hinsichtlich Duktilität, Zähigkeit und Spröd-duktil-Übergangstemperatur. Durch die Synthese eines Laminates auf Wolframfolie ist es gelungen, die außergewöhnlichen Eigenschaften der Wolframfolie auf ein Massivbauteil zu übertragen.

Literatur: Reiser, J., Rieth, M., Möslang, A. et al., Tungsten (W) Laminate Pipes for Innovative High Temperature Energy Conversion Systems, Adv. Eng. Mater. doi: 10.1002/adem.201400204 (2014)