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Laboratory 4 Dimensional X-ray Diffraction for Sustainable Materials Development

Description du projet

Imagerie in situ de l’évolution microstructurale des matériaux cristallins

Les matériaux avancés, des cellules solaires et batteries tout-solide aux fils d’aluminium légers pour véhicules électriques et aux composants métalliques imprimés en 3D, reposent sur des structures internes conçues avec précision à l’échelle microscopique. Ces microstructures cristallines, c’est-à-dire les agencements atomiques ordonnés au sein des métaux, des céramiques et des semi-conducteurs, déterminent en définitive les performances, la durée de vie et l’empreinte environnementale d’un produit. Le projet Lab4DMade, financé par le CEI, mettra au point un microscope à diffraction des rayons X capable de saisir l’évolution de ces microstructures en quatre dimensions – dans l’espace et le temps. En révélant le comportement des matériaux dans des conditions réelles de fonctionnement avec une résolution et une rapidité inégalées, Lab4DMade accélérera la conception de matériaux plus résistants, plus efficaces et plus durables. Cette nouvelle technologie devrait surpasser tous les outils existants d’imagerie cristallographique non destructive en laboratoire.

Objectif

Several pressing societal challenges require the development of a new generation of materials that are stronger, smarter, more efficient, and more sustainable. The unique capabilities of such new materials are in most cases dictated by their intricate crystalline microstructure. Thus, continued research and innovation, and understanding of the characteristics and manipulation of crystalline materials is fundamental for further progress, economic growth, and improvement of our quality of life.
Lab4DMade will revolutionize this field by developing a Lab4DµXRD prototype, the first-of-its-kind laboratory-based scanning X-ray diffraction microscope with unprecedented high throughput, spatial and temporal resolution, and user-friendliness. The Lab4DµXRD prototype will incorporate a new class of X-ray focusing optics to be developed to provide a focused highly intense X-ray probe and a new type of detector TimePix4 with superior read out rate and energy resolution.
The potential of Lab4DµXRD will be demonstrated in relevant environments (reaching TRL6), using application cases within next generation materials and processing (photovoltaics, aluminum wires for electric vehicles, solid state batteries and additive manufacturing). Lab4DµXRD will outperform all existing non-destructive laboratory-based crystallographic imaging tools with i) a ten-time improved spatial resolution, ii) the availability to image a much broader range of materials (with small grain sizes and defects), iii) increased speed of acquisition, iv) 3D information about local strain and phase distributions within the bulk, and v)uniquely, 4D (x,y,z,time) mapping of the microstructural evolution while the samples are exposed to external stimuli.
Lab4DµXRD represents a significant business opportunity for the 3 companies developing hardware and software (Xnovo, Advacam and AXO). DTU and the 3 associated partners (DESY, Hydro and MPI) will benefit from being the first end-users with access to Lab4DµXRD.

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-EIC-2025-TRANSITIONOPEN

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Coordinateur

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 887 800,00
Adresse
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Danemark
Région
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Participants (3)

Partenaires (3)