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Novel Ceramic Matrix Composites produced with Microwave assisted Chemical Vapour Infiltration process for energy-intensive industries

Description du projet

Une innovation pour la production de composites à matrice céramique

Les initiatives politiques prises dans le cadre du pacte vert pour l’Europe soutiennent la recherche et l’innovation technologiques permettant une exploitation intensive des énergies renouvelables. Cependant, en raison de l’altérabilité des sources d’énergie renouvelables, de nouveaux matériaux sont nécessaires pour résister aux températures plus élevées et aux environnements corrosifs des industries grandes consommatrices d’énergie. Les composites à matrice céramique (CMC) présentent d’excellentes propriétés thermo-mécaniques mais des coûts de production élevés. Le projet CEM-WAVE, financé par l’UE, propose un processus de production de CMC innovant qui repose sur des technologies d’infiltration chimique en phase vapeur assistée par micro-ondes. Ce procédé réduira considérablement les coûts de traitement et rendra ainsi les CMC accessibles aux industries de transformation des secteurs à forte intensité énergétique. Le projet s’appuiera sur des recherches en modélisation reposant sur l’intelligence artificielle et développera des technologies avancées d’assemblage et de revêtement afin de produire des composants de forme complexe résistant à la corrosion à haute température.

Objectif

The “European Green Deal” aims at Europe as the first climate-neutral continent by 2050. Research and innovation on technologies allowing intense exploitation of renewable energy is paramount. Renewable energy sources are, for their very nature, fluctuating, and potentially generating extreme conditions. Adaptation and optimisation of current processes to changes caused by increased use of renewable energy sources is particularly important in energy-intensive industries. Novel materials are needed to sustain conditions, such as higher temperatures and corrosive environments and, at the same time, guarantee energy efficiency and high-performances.
Materials potentially able to withstand such extreme conditions keeping excellent thermo-mechanical properties already exist, but are currently used only in sectors such as aerospace due to the high production costs: Ceramic Matrix Composites (CMCs).
In CEM-WAVE we aim at introducing an innovative CMC production process, based on Microwave-assisted Chemical Vapour Infiltration (MW-CVI) technologies. This novel proposed process will extremely reduce processing costs, thus making CMCs sustainable for process industries in energy-intensive sectors such as steelmaking. In more detail, CEM-WAVE aims at validating, in a radiant tube furnace, a small scale CMC-based tube embedded with sensors, substituting Inconel/Stainless steel alloys currently employed. The research and innovation work will be flanked by Artificial Intelligence (AI)-aided modelling research to predict the material behaviour, and will develop innovative joining and coating technologies to produce complex shaped components and further improving their high-temperature corrosion resistance. Life-Cycle Assessment (LCA), Life-Cycle Costing (LCC) and Thermoeconomic Analysis (TA) will guarantee that the project follows at every step the best directions in term of sustainability and future market uptake of the generated results.

Appel à propositions

H2020-NMBP-ST-IND-2018-2020

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Sous appel

H2020-NMBP-ST-IND-2020-singlestage

Coordinateur

UNIVERSITA DI PISA
Contribution nette de l'UE
€ 717 881,55
Adresse
LUNGARNO PACINOTTI 43/44
56126 Pisa
Italie

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Région
Centro (IT) Toscana Pisa
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 717 881,55

Participants (17)