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Bulk Nanostructured Tungsten for Extreme Environments

Descrizione del progetto

Trasformare il tungsteno in un materiale più duro e resistente

Il tungsteno è eccezionalmente resistente, essendo dotato del punto di fusione più alto di qualsiasi altro metallo. Questo robusto elemento è in grado di resistere ad ambienti estremi, il che lo rende indispensabile nelle applicazioni in campo energetico, aerospaziale e della difesa; ciononostante, la sua fragilità ne limita l’utilizzo. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, BulkNanoWe2 si baserà sui progressi compiuti dal progetto TOUGHIT avvicinando il tungsteno nanostrutturato all’uso industriale. Utilizzando nanopolveri e sinterizzazione in corrente pulsata (SCP, spark plasma sintering), il progetto creerà parti sfuse quasi a forma di rete dotate di microstrutture finemente personalizzate, secondo un approccio che promette un materiale con una tenacità più che doppia e una resistenza superiore di oltre il 100% rispetto al tungsteno convenzionale, aprendo la strada ad applicazioni più sicure, efficienti e sostenibili.

Obiettivo

Tungsten possesses the highest melting point amongst metals and exhibits superior characteristics when sustaining extreme environments. Nevertheless, tungsten also has a severe limitation, it is intrinsically brittle and prone to cleavage failure. In our ERC Consolidator Grant TOUGHIT, we are developing strategies to overcome this brittleness while concurrently enhancing the material strength. This is accomplished by refining tungsten to a nanocrystalline state via extreme deformation and strengthening the weak interfaces through segregation-driven grain boundary engineering.

In the current Proof of Concept project BulkNanoWe2, we aim to transition this knowledge to industrial application. Our objective is to devise efficient manufacturing procedures to create near-net-shaped bulk parts. We employ spark plasma sintering, using electric heating and applied pressure, to facilitate swift sintering at lower temperatures. The pivotal role of a nanostructured material to ensure the desired properties is realized by commencing with nanopowders. These also aid synthesis by increasing sintering kinetics. Further, the nanopowders will undergo surface modification to retard grain growth and concurrently enhance mechanical properties.

Thereby, we chart a course toward creating near-net-shaped components featuring distinctly tailored nanoscale microstructure and modified interfaces. This innovative approach will provide a synergistic combination of desired attributes, including a remarkable strength surpassing conventional bulk tungsten by >100%. Simultaneously, the fracture toughness will at least double for a resource-efficient yet secure design paradigm. Attaining these highly desirable properties in an adapted industrial framework, we also contribute to tungsten sourcing challenges. Finally, we realize an environmentally conscientious and economically appealing exceptional material tailored to endure extreme environments.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-POC

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

MONTANUNIVERSITAET LEOBEN
Contributo netto dell'UE
€ 150 000,00
Indirizzo
FRANZ JOSEF STRASSE 18
8700 Leoben
Austria
Regione
Südösterreich Steiermark Östliche Obersteiermark
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (1)