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Prediction of the life time behaviour for c/c-sic tubes as high and ultrahigh temperature heat exchangers (HITHEX)

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Test avanzati per la valutazione delle combinazioni di materiale/rivestimento

IE-JRC, specializzata nei test in campi relativi alle tecnologie di conversione di energia, ha sviluppato un sofisticato approccio di test per la valutazione dei differenti materiali e sistemi di rivestimento protettivi.

Tecnologie industriali

I componenti CMC strutturali (Ceramic Matrix Composite) hanno un significativo potenziale commerciale nella generazione di energia al suolo. Il progetto HITHEX, finanziato dalla CE, si è concentrato sulla dimostrazione della loro applicabilità negli scambiatori di calore ad alta e ad altissima temperatura. I ricercatori hanno adoperato materiali C/C-SiC economici, ricavati da un precedente progetto, che dovevano essere ulteriormente migliorati prima della fabbricazione di componenti CMC strutturali. Uno dei problemi chiave da risolvere era quello degli effetti su questi materiali della corrosione e/o ossidazione chimica nel corso delle fasi di fabbricazione. Dunque era assolutamente indispensabile fornire una protezione del materiale contro la corrosione, in termini di comportamento agli shock termici. Ecco perché una parte del lavoro del progetto ha comportato lo sviluppo di un test critico, il cosiddetto test dei cicli termici. Rispondendo a questa necessità, IE-JRC ha sviluppato un test veloce in grado di identificare con precisione gli scompensi di proprietà termiche, consentendo così di valutare le varie combinazioni materiale/rivestimento. Il test usa una camera di combustione in grado di accogliere ambienti complessi, il cui funzionamento comporta il trasporto dei materiali di test dentro e fuori dalla zona bollente. Complementare a questo test d'ossidazione termociclica, il test complesso di corrosione serve per testare le proprietà di resistenza all'ossidazione/corrosione di diversi materiali ceramici compositi. Nel progettare la metodologia, sono state prese le misure appropriate per tenere conto del fatto che i materiali sottoposti a test sono estremamente sensibili all'ossidazione. La perdita di peso viene misurata durante l'interruzione tra un ciclo e l'altro, mostrando che la scomposizione del rivestimento anti ossidazione/corrosione è completata. I nuovi metodi di test offrono una presentazione simulata del comportamento al degrado e al caricamento dei materiali in condizioni realistiche, consentendo di sviluppare e migliorare materiali destinati ai componenti strutturali.

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