Innovationspreis des Deutschen Kupferinstituts für IPP-Wissenschaftler

Alexander von Müller für die Entwicklung von Wolfram-Kupfer-Verbundwerkstoffen ausgezeichnet

20. November 2019

Wolfram-Kupfer-Verbund: Zunächst wurde mit Hilfe eines 3D-Druckverfahrens eine dünnwandigen Wolfram-Wabenstruktur hergestellt (links). Sie wurde anschließend mit Kupfer gefüllt (rechts). Auf diese Weise entsteht ein Hochleistungswerkstoff zur Verkleidung wärmebelasteter Plasmagefäßpartien.

Mit dem Innovationspreis des Deutschen Kupferinstituts wurde IPP-Wissenschaftler Alexander von Müller ausgezeichnet. Seine Arbeit über „Schmelzinfiltrierte Wolfram-Kupfer-Verbundwerkstoffe als Wärmesenke-Materialien in plasmabelasteten Komponenten“ stelle „einen wegweisenden Beitrag für die Entwicklung innovativer Produkte aus Kupfer und Kupferlegierungen dar“, so das Preiskomitee.

Die von Alexander von Müller und seinen  Kooperationspartnern entwickelten Verbundmaterialien sollen als wassergekühlte Wärmesenke-Materialien besonders belastete Partien des Plasmagefäßes in einem späteren Fusionskraftwerk schützen – die Stellen, an denen das heiße, magnetisch vor den Wänden in Schwebe gehaltene Plasma mit dem Gefäß in Berührung kommt.  

Wolfram, das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt, ist dazu gut geeignet, vor allem wegen seiner Widerstandsfähigkeit gegen die aufprallenden schnellen Plasmateilchen. Das Metall ist jedoch auch sehr spröde, weshalb es in plasmabelasteten Komponenten durch das duktile, gut wärmeleitfähige Kupfer ergänzt wird. Die Herstellung der untersuchten Wolfram-Kupfer-Verbunde ist raffiniert: Ein poröser Wolframkörper dient als Vorform. Er entsteht entweder aus dünnen Wolframfasern, durch lockeres Zusammensintern von Wolframkörnchen oder – besonders anspruchsvoll – im 3D-Druck aus lagenweise per Laser aufgeschmolzenem Wolfram-Pulver. Die so entstandene offenporige Struktur wird mit Kupfer „infiltriert“, das über den Schmelzpunkt hinaus erhitzt wurde: Das flüssige Kupfer kriecht in die poröse Wolfram-Struktur hinein und füllt die Lücken aus.

Der jährlich verliehene Innovationspreis des Deutschen Kupferinstituts ist ein Förderwettbewerb für Studenten, Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiter aus allen Bereichen der Ingenieur- und Naturwissenschaft in Forschung und Industrie. Die eingereichten Arbeiten werden von unabhängigen Juroren aus der kupferverarbeitenden Industrie und der Forschung bewertet. Alexander von Müller wird die mit 2.500 Euro dotierte Auszeichnung am 21. November 2019 anlässlich des Kupfer-Symposiums in Dresden überreicht.



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