Wolfram-Kupfer-geschweißte/hintergegossene Materialien

Verbundwerkstoffe auf Wolframbasis sind starke feuerfeste Metallmaterialien, die durch einen streng kontrollierten Prozess hergestellt werden, der Pressen, Sintern und Infiltrieren mit Kupfer oder Silber umfasst. Sie weisen eine hohe Beständigkeit gegen Hitze, Lichtbogen, Verschleiß und Verformung beim Hochtemperaturschweißen, Abbrennstumpf- und Punktschweißen auf. Sie verfügen außerdem über eine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit. Die Eigenschaften von Wolfram-Verbundwerkstoffen hängen vom Kupfer/Silber-zu-Wolfram-Verhältnis ab. Wenn sich der Wolframgehalt verbessert, erhöhen sich die Lichtbogen- und Verschleißfestigkeit, während sich im Gegenteil die thermische und elektrische Leitfähigkeit verringert.

Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften werden Verbundwerkstoffe auf Wolframbasis häufig dort eingesetzt, wo eine Kombination aus guter elektrischer und/oder thermischer Leitfähigkeit und geringer thermischer Verformung erforderlich ist, zum Beispiel:

Beim elektrischen Widerstandsschweißen als elektrische Kontakte oder Kühlkörper.

In Elektroden für die elektrische Entladungsbearbeitung (EDM) und die elektrochemische Bearbeitung (ECM).

Wolfram-Kupfer-Verbundwerkstoffe können in der ersten Wand von Kernfusionsreaktoren und in Vorspannungsfilterkomponenten sowie in Hochleistungswiderstandsschweiß- und Lichtbogenschweißkomponenten verwendet werden.

Wolfram-Kupfer-Verbundwerkstoffe werden als Hochleistungsmaterialien für Kühlkörper in plasmaseitigen Bauteilen untersucht. Der Ausstoß von Energie und Partikeln gilt derzeit als eine der größten Herausforderungen für einen zukünftigen Demonstrations-Fusionsreaktor. Die größte Herausforderung besteht im Design und der Herstellung der plasmazugewandten Komponenten (PFCs) des Divertors. Während des Betriebs müssen sie starken Teilchen-, Wärme- und Neutronenflüssen standhalten. Aktuelle, hochmoderne Designs für wassergekühlte Divertor-Targetplatten nutzen Wolfram als Plasma-Oberflächenmaterial, während Kupferlegierungen als am besten geeignete Materialien für die Wärmesenke gelten.