Nástřiky chromu a wolfram-chromu technologií RF-ICP pro jadernou fúzi

Abstract

Diplomová práce se zabývá vývojem nástřiků chromu a wolfram-chromu technologií RF-ICP pro jadernou fúzi. V teoretické části je popsána problematika jaderné fúze a základní charakteristiky technologie radiofrekvenčně řízeného indukčně vázaného plazmatu. Důraz je kladen zejména na materiály, které lze používat ve fúzních reaktorech. Hlavním cílem praktické části je potom optimalizace depozičních parametrů zvoleného prášku Cr a z něj připravené směsi prášků W-Cr. Testovanými proměnnými parametry při depozici jsou výkon hořáku, dávkování prášků, tlak v komoře a typ nosného plynu. U deponovaných nástřiků je v souladu s cíli práce provedena mikrostrukturní analýza na elektronovém mikroskopu. Nástřiky jsou posuzovány podle kritérií jako je tloušťka, porozita, tvar splatů atd. U nejperspektivnějšího nástřiku směsi W-Cr je dále provedena analýza chemického složení pomocí EDX. Tato práce vznikla ve spolupráci s Oddělením materiálového inženýrství Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd České republiky.

The diploma thesis deals with development of chromium and tungsten-chromium deposits by RF-ICP for nuclear fusion. The theoretical part describes the details of nuclear fusion and the basic characteristics of the radiofrequency inductively coupled plasma technology. In particular, the emphasis is put on materials that can be used in fusion reactors. The main objective of the practical part is then to optimize the deposition parameters of the selected Cr powder and the derived W-Cr powder mixture. The tested variable parameters during the deposition are power of the plasma torch, powder feedrates, the chamber pressure and type of carrier gas. In line with the thesis goal, a microstructural analysis of the deposited coatings is carried out using an electron microscope. The coatings are evaluated according to criteria such as thickness, porosity, splats shape, etc. For the most promising coating of W-Cr mixture, the chemical composition is further analyzed by EDX. This work was created in cooperation with the Department of Materials Engineering, Institute of Plasma Physics of the Czech Academy of Sciences.