In-situ diffraction Mo(Si,Al)2 for sustainable heating applications
| Diarienummer | |
| Koordinator | Chalmers Tekniska Högskola AB - Chalmers Tekniska Högskola Inst f Fysik |
| Bidrag från Vinnova | 1 500 000 kronor |
| Projektets löptid | november 2021 - juni 2024 |
| Status | Avslutat |
| Utlysning | Forskningsinfrastrukturer - nyttiggörande och samverkan |
| Ansökningsomgång | Industriellt nyttiggörande av neutron- och synkrotronljusbaserade tekniker vid storskalig forskningsinfrastruktur |
| Slutrapport | 2021-03827_Kanthal.pdf(pdf, 517 kB) (In English) |
Viktiga resultat som projektet gav
Projektets mål, att gemensamt med Kanthal "verifiera tillämpbarhet och inbördes lämplighet hos in-situ neutron/synkrotron-diffraktion för att utveckla keramiska element för industriell uppvärmning" har uppfyllts. Både neutron- och synkrotronljusdiffraktion är tillämpbara för att mäta termisk utvidgning i olika faser i Mo-silicid-baserade värmelement. Jämförelsen mellan de två metoderna visar att röntgendiffraktion är effektivare och mer tillförlitlig för denna typ av undersökningar.
Långsiktiga effekter som förväntas
Mätningarna som genomförts tillsammans med Kanthal har gett kvantitativ information om hur de olika faserna i MoSi2 och Mo(Si,Al)2 utvidgas under uppvärmning. Detta gör det möjligt att uppskatta interna töjningar i materialet på grund av skillnader i utvidgningskoefficienter mellan faser. Den ansiotropa utvidgningen av Mo5Si3-fasen förklarar tidigare observerad sprickbildning. Resultaten pekar på vikten av att reducera anisotropin i Mo5Si3, och projektet visar att in situ synkrotronljusdiffraktion är den mest lämpliga metoden för fortsatta studier.
Upplägg och genomförande
Den termiska utvidgningen i olika kristallriktningar bestämdes för alla faser i materialet från Kanthal med hjälp av in situ diffraktionsexperiment under uppvärmning till 1300 °C med både neutroner (GEM på ISIS) och synkrotronljus (P21.2 på PETRA III). Datan analyserades sedan genom Rietveldförfining med GSAS II. Då synkrotrondatan innehöll hundratals diffraktogram per prov användes sekventiell förfining.