Entwicklung und Charakterisierung von Aluminiumlegierungen für Metallmatrix-Verbundwerkstoffe unter den spezifischen Anforderungen der nachhaltigen Energieindustrie

Die vorliegende Masterarbeit verfolgte das Ziel, Aluminiumlegierungen, welche als Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMC) in strukturtragenden Neutronenabsorber-Anwendungen in CASTOR-Behältern zur Handhabung von abgebrannten Brennelementen eingesetzt werden sollen, zu entwickeln. Diese MMC-Bleche sollen eine Alternative zum bisher etablierten borierten Edelstahl darstellen, denen sie hinsichtlich ihrer besseren Wärmeleitfähigkeit, ihres höher möglichen Borgehalts und ihrer geringeren Dichte überlegen sind. Ein wesentlicher Teil der Arbeit war das Literaturscreening, welches das Ziel einer Vorselektion von geeigneten Aluminium-Matrix-Legierungen hatte. So wurde im Laufe des Projekts eine Vorauswahl an Legierungen festgelegt, um diese durch Laborversuche im kleinen Maßstab mittels einer besonderen Versuchsmethodik auf möglichst reale simulierte thermische Einsatzbedingungen zu evaluieren. Diese Versuche hätten anschließend zu einer weiteren Selektion von geeigneten Legierungen führen sollen, um damit in industrielle Großversuche zu gehen. Jedoch ergaben die Laborversuche, dass selbst die vielversprechendsten Lösungsvorschläge nach simulierter sehr langer Expositionszeit, den enormen thermischen Belastungen nicht gerecht werden konnten. Des Weiteren wird angezweifelt, dass es überhaupt eine konventionell herstellbare Aluminiummatrix-Legierung geben könnte, welche den gestellten Anforderungen vollumfänglich genügen kann.