Utveckling av nästa generations MoSi2 högtemperaturmaterial

Forskningsprojekt, 2019 – 2023

Projektet syftar till att utveckla nästa generations alumina-bildande keramkompositer för strukturella tillämpningar i mycket krävande miljöer. Bildandet av ett skyddande alumina-skikt på ytan skulle tillåta användandet vid temperaturer upp till 1400-1500 °C i förhållanden där andra kiseloxid-bildande strukturella keramer inte kan användas, medan en optimering av materialets kemi och struktur för mekaniska egenskaper gör att det kan klart överträffa dagens FeCrAl-baserade legeringar. Detta kommer att uppnås genom att systematiskt utforska den kemiska sammansättningen och mikrostrukturen hos den molybden-aluminosilicid (Mo(Si,Al)2) som i dagsläget används för icke-strukturella tillämpningar i värmeelement för elektrisk uppvärmning. Strukturen och egenskaperna kommer att skräddarsys genom att optimera aluminum-halten och tillsätta ytterligare element för att balansera oxidations/korrosions-motstånd och mekaniska egenskaper vid höga temperaturer. Legeringsutvecklingen stöttas av termodynamisk modellering och avancerad materialkaraktärisering för att fastställa de grundläggande mekanismerna. Resultatet kan sammanfattas i två punkter: (i) en ökad konkurrenskraft i svensk industri genom nya avancerade produkter samt möjligheten för Kanthal att utforska helt nya marknader; (ii) en ökad effektivitet i både energiproducerande och energikonsumerande processer, och därigenom direkt bidrag till ett mer hållbart samhälle.