Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Apr 2004)
Mejora de las propiedades termomecánicas de grafito isótropo, elaborado a partir de mesofase carbonosa, mediante la adición de carburos
Abstract
This work demonstrates the possibilities for optimization of doped fine grain graphites with high thermal conductivity and high thermal shock resistance for application as plasma-facing materials at those areas of the vessel wall in fusion devices receiving the highest particle and power loads. A mixture of carbonaceous mesophase powder and different fine grain carbides (B4C, TiC, VC, ZrC and WC) was used as starting material. These carbides act as catalysts, decreasing the graphitization temperature. VC acts as catalyst of the graphitization at the lowest temperature, and ZrC is the most effective catalyst of all investigated carbides. With increasing graphitization temperature, the open porosity of all doped materials becomes closed, suggesting the existence of a diffusion mechanism responsible for both the catalytic effect and the closing of the open porosity. Carbides addition does not strongly influence the mechanical properties of pure graphite.<br><br>Este trabajo muestra la posibilidad de desarrollar materiales grafíticos isótropos dopados para su implantación en las zonas de mayor flujo térmico de la primera pared de futuros experimentos de fusión nuclear. Estos materiales deben tener elevada conductividad térmica y alta resistencia al choque térmico. Como material de partida se han empleado mezclas de mesofase carbonosa y diferentes carburos metálicos (TiC, VC, ZrC, WC y B4C). Estos carburos catalizan la grafitización, permitiendo que tenga lugar a menor temperatura. VC comienza a actuar como catalizador a la temperatura más baja; ZrC es el catalizador más eficaz de los estudiados. Se ha observado que al grafitizar a la temperatura a la que comienza el efecto catalítico de los carburos, la porosidad abierta deja de estar conectada. Este fenómeno sugiere la existencia de un mismo mecanismo de difusión responsable del efecto catalítico y del cierre de la porosidad abierta. La adición de carburos no afecta negativamente a las propiedades mecánicas.
