Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung einer instationären Methode, welche mit Hilfe bildgebender Systeme die Ermittlung der Haftungseigenschaften keramischer Wärmedämmschichten (englisch: Thermal Barrier Coatings, TBCs) für den Einsatz in Kraftwerksturbinen ermöglicht. Die zu entwickelnde Methode soll sowohl während des Betriebs der Turbinen als auch während der Schichtherstellung zum Einsatz kommen. Die zerstörungsfreie Überwachung der Schichten reduziert die Anzahl der Wartungsintervalle in denen die Turbine stillsteht und die Schaufeln evtl. ausgetauscht werden müssen, wodurch die Ressourcen- und Kosteneffizienz erhöht wird. Durch eine Verbesserung der Schichteigenschaften können höhere Betriebstemperaturen gefahren werden, was den Wirkungsgrad der Turbine erhöht. Daher sollen speziell die Haftungseigenschaften der TBCs durch eine Optimierung der Prozessparameter verbessert werden. Dafür werden die zur Verfügung stehenden thermischen Spritzverfahren entsprechend angepasst und die Parameter maßgeschneidert eingestellt. Insgesamt liefert das Vorhaben damit einen Beitrag zur Erhöhung Ressourcen- und Energieeffizienz von Kraftwerksturbinen. Rauschert wird Wärmedämmschichten auf Basis von Oxidkeramiken (vor allem Aluminiumoxid oder mit Yttriumoxid teilstabilisiertes Zirkonoxid) mittels thermischer Spritzverfahren auf Substrate aufbringen, die in der Kraftwerkstechnik eingesetzt werden. Dabei werden durch Variation der Prozessparameter und der Schichtzusammensetzung Schichten mit unterschiedlichen Haftungseigenschaften präpariert, die dann entsprechend von den Projektpartnern FHWS und ZAE Bayern charakterisiert werden. Darüber hinaus wird Rauschert bei der Entwicklung des Messverfahrens zur Bestimmung der Haftungseigenschaften mitwirken und entsprechende Messungen auch während der Schichtpräparation durchführen. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen werden von Rauschert schließlich Schichten mit optimierten Haftungseigenschaften entwickelt.
Objective: To study mechanisms and properties determining fuel and fission product behaviour during both, base and off-normal conditions. This activity involves unirradiated and irradiated 'classical' and 'improved' fuel samples of various composition and over a wide range of temperatures, up to very high burn-up, and makes use of appropriate computer models. The final aim of the activity is the improvement of the safety of fuel operation in a reactor. General Information: Progress to end 1990. The Laboratory continued its cooperation with the International Fission Gas Release Project Riso III (Dk) by incorporating the extensive experimental data resulting from the programme into the OFT data bank and evaluating them with existing TU fuel performance codes. - The OECD-coordinated activity for analysing fuel and fuel debris of the Three Mile Island (TMI) damaged reactor has been concluded. An apparatus for thermal diffusivity measurements on active specimens with the laser flash technique has been constructed. - Nitride fuels with a 'tailored' structure and heterogeneous fuels (U, Pu)O2 and UN) were fabricated for short-term irradiations in the HFR-reactor. Irradiations of fuels for future reactors to test their behaviour at the beginning of life (BOL) and at the end of life (EOL), NILOC (HFR) and NIMPHE (PHENIX), respectively, have been continued. Out-of-pile tests were performed to study changes in structure and composition of mixed nitride fuel pins in an axial temperature gradient. - Measurements of the heat capacity of UO2 up to 8000K were concluded and the results are being analysed. Radiative properties of oxides (thoria, urania, zirconia) were measured in the solid and the liquid range. A model for the total emissivity of urania was developed. - The code MITRA has been adapted to perform source term calculations. A computer code for the calculation of the thermo chemical equilibrium of fission products was written and a database for fission product compounds has been implemented with interface to the SOLGASMIX/MITRA codes. A shielded Knudsen cell for irradiated UO2 fuel has been assembled. - Work in 1990 on the safety of nuclear fuels has resulted in 33 (status September '90) contributions to conferences, articles in scientific journals, reports and chapters in books; two patents were granted. Detailed description of work foreseen in 1991 (expected results). Riso III results will undergo final evaluation and fuel work will concentrate on MOX fuel and on the structural and chemical changes at local burn-ups of up to 15 per cent . Laboratory work will principally deal with SIMFUEL with 6 and 8 per cent burn-up. Modelling work will continue. Annealing tests will be performed under oxidizing and reducing atmosphere on U02 samples irradiated up to 55 GWd/t, in order to determine fission gas release as a function of O/M . A remotely controlled thermal diffusivity apparatus will be mounted in a hot cell. BOL and EOL irradiations NILOC and ...
Ausgangspunkt der Forschung war die nasschemische Herstellung (Abwandlung des Sol-Gel-Verfahrens) von Titanoxid und auch Zinkoxid als amorphe oder kristalline Metalloxid-Nanopartikel und deren optionale Weiterverarbeitung in konzentrierten Dispersionen unter Einsparung von Lösungsmitteln. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Smarsly konnte dabei in den vergangenen Jahren u.a. bemerkenswerte Fortschritte hinsichtlich der Mikrowellensynthese von Zirkoniumdioxid-Teilchen erreichen und die Ausbeuten erheblich steigern, so dass Produktionsmengen bis in den Kilogramm-Bereich / die Produktion im kg-Bereich im Labor möglich geworden ist (sind). An sich ist die Synthese auch noch weiterhin bis zu einem industriellen Level hochskalierbar, so dass die Produktion nicht nur im kg-Bereich, sondern zukünftig auch im Tonnen-Maßstab ermöglicht wird. Wesentliche Ziele sind die Nutzbarmachung des Mikrowellen-gestützten ZrO2-Syntheseverfahrens für weitere Partikel und Erzeugung von Nanokeramikschutzschichten auf unterschiedlichen Oberflächen. Weiterhin wird die Entwicklung eines Konzepts für das Recycling nicht verbrauchter Lösungsmittel nach einer Mikrowellensynthese fokussiert. Das Gesamtprojekt ist auf eine Laufzeit von 12 Monaten ausgelegt und gliedert sich in die folgenden zwei Projektabschnitte, welche jeweils die Hälfte der Projektdauer einnehmen werden: 1. Übertragung des Mikrowellen-gestützten ZrO2-Syntheseverfahrens auf ATO, GeO2, TiO2, YSZ 2. Herstellung hochreiner, kristalliner (ultra-)dünner Nanokeramikschutzschichten auf Basis von ZrO2/YSZ-Dispersionen auf verschiedenen Model-Substraten wie Aluminium, Messing, Stahl, Kunststoff (PC, PE, PP usw.).
Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website chemikalieninfo.de des Umweltbundesamtes zur chemischen Verbindung Zirkoniumdioxid. Stoffart: Stoffklasse.