BR112019023343B1

BR112019023343B1 - Corpo de ferro tungstênio borocarboneto para aplicações de blindagem nuclear

Info

Publication number: BR112019023343B1
Application number: BR112019023343-1A
Authority: BR
Inventors: Jessica Marshall
Original assignee: Hyperion Materials & Technologies (Sweden) Ab
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2023-04-11
Also published as: WO2018206173A1; JP7097392B2; HUE049251T2; EP3401413A1; PT3650562T; SI3401413T1; ES2965904T3; EP3650562A1; US20200176142A1; TW201900895A; CA3060114A1; RU2761020C2; US11279991B2; BR112019023343A2; KR20200004806A; JP2020519887A; RU2019139243A3; EP3401413B1; CN110603340B; CN110603340A

Abstract

A presente revelação se refere a um corpo, um método para fabricar o corpo e o uso do corpo para blindagem nuclear em um reator nuclear. O corpo compreende os seguintes elementos em porcentagem atômica (por cento em peso): boro 21-41; ferro 25-35; cromo 2,0-4,0; carbono 3-10; e restante tungstênio.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente revelação se refere a um corpo, um método para fabricar o corpo e o uso do corpo para blindagem nuclear em um reator nuclear.

ANTECEDENTES

[0002] A taxa de consumo de energia por pessoa é maior do que a atual capacidade de geração, portanto, isso levou a um novo interesse nas possibilidades da energia nuclear como fonte de energia neutra de carbono, o que poderia potencialmente resolver a lacuna de energia. Em particular, os recentes avanços na tecnologia magnética tornam a possibilidade de fusão controlada como uma fonte de energia negativa em carbono viável, uma alternativa real no futuro próximo. Reatores maiores, como o International Thermonuclear Experimentall Reactor (ITER) e o Joint European Torus (JET) planejam usar metal tungstênio com berílio para os componentes voltados para o plasma. No entanto, existe um problema com o uso de metal de tungstênio nesta aplicação, o metal de tungstênio é difícil de ser fabricado em volume e, além disso, tanto o tungstênio quanto o berílio podem formar óxidos perigosos a altas temperaturas. Portanto, existe um esforço para encontrar alternativas mais seguras e de menor custo.

[0003] Ao projetar qualquer tipo de reator nuclear, é importante considerar como os componentes do reator devem ser protegidos do alto fluxo de nêutrons e dos raios gama gerados pelo reator nuclear. Em termos de proteção contra radiação, é necessário haver uma proteção biológica eficiente e também ser capaz de proteger outras partes do reator, como os sistemas eletrônicos. O material de proteção deve ser capaz de fornecer proteção contra uma grande variedade de espécies radioativas altamente energéticas, incluindo de raios de nêutrons α, β e y a uma curta distância. Essas condições impõem limites estritos ao tipo de materiais que podem ser usados. Também é importante que a blindagem em si seja resistente à ativação e não ative radioisótopos prejudiciais quando irradiada. Isso significa que materiais contendo quantidades significativas de Ni e Co não podem ser utilizados, pois são perigos de ativação quando irradiados.

[0004] Tanto pequenos reatores de fissão modulares quanto reatores de confinamento magnético são propostos como parte da próxima geração de usinas nucleares. Pequenas usinas nucleares modulares têm o potencial de serem mais seguras e eficientes do que as grandes usinas nucleares atualmente em uso. No caso de reatores de fusão por confinamento magnético, eles dependem de cobre resfriado criogenicamente e/ou supercondutores de alta temperatura (HTS) para gerar um campo magnético; portanto, o espaço entre a câmara de plasma e os condutores a frio (cobre/HTS) é limitado. Nos dois casos, esses tipos de reator representam um desafio adicional ao considerar a escolha do material para proteção contra radiação, pois a geometria desses reatores significa que o espaço é limitado e, portanto, o material de proteção deve poder ser aplicado em camadas finas e ainda manter a eficiência de blindagem.

[0005] Portanto, o desafio é encontrar um material de blindagem alternativo que não precise ser aplicado em espessuras excessivamente grandes para obter uma boa blindagem; o material também não deve formar subprodutos perigosos da exposição ao processo de fusão nuclear. É imperativo que o material não contenha elementos que transmutem em radionuclídeos prejudiciais, de modo a impedir o descomissionamento e o reabastecimento de um dispositivo desse tipo no final de um ciclo de trabalho. Criticamente, deve ser possível fabricar o material a ser usado para esta aplicação usando técnicas convencionais. Os materiais mais adequados para esta aplicação também teriam boa resistência à oxidação e boa condutividade térmica.

SUMÁRIO

[0006] Assim, a presente revelação fornece, portanto, um corpo compreendendo os seguintes elementos em porcentagem atômica (por cento em peso): boro (B) 21-41; ferro (Fe) 25-35; cromo (Cr) 2-4; carbono (C) 3-10; e restante tungstênio (W). A presente revelação fornecerá um material com propriedades ideais para blindagem nuclear, que é sinterizável, tem a maior densidade possível e a menor porosidade possível.

[0007] Os inventores descobriram surpreendentemente que os intervalos de composição como revelados no presente documento produzirão um corpo com as melhores propriedades de material para blindagem nuclear. Portanto, o equilíbrio entre boro e tungstênio foi selecionado para que o corpo a ser usado na blindagem nuclear tenha as melhores propriedades de absorção.

[0008] A presente revelação também se refere a um método de produção de um corpo compreendendo as etapas de: a. fornecimento de um ou mais pós compreendendo os elementos B, Fe, Cr, C e W; b. moagem de um ou mais pós com um aglutinante orgânico para obter uma mistura em pó; c. prensagem da mistura de pó moído; e d. sinterização da mistura de pó prensado para obter um corpo sinterizado; caracterizado pelo fato de que um ou mais pós compreendem os seguintes elementos em porcentagem atômica: Boro 21 - 41; Ferro 25 - 35; Cromo 2 - 4; Carbono 3-10; e o restante tungstênio.

[0009] Além disso, a presente revelação também se refere ao uso de um corpo para fabricar um objeto para blindagem nuclear em um reator nuclear.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] Figura 1: revela uma imagem de microscopia óptica da microestrutura da amostra A.

[0011] Figura 2: revela uma imagem de microscopia óptica da microestrutura da amostra B.

[0012] Figura 3: revela uma imagem de microscopia óptica da microestrutura da amostra C.

[0013] Figura 4: descreve uma imagem de microscopia óptica da microestrutura da amostra G.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0014] Portanto, um aspecto da presente revelação se refere- a um corpo compreendendo os seguintes elementos em porcentagem atômica (por cento em peso): boro (B) 21-41; ferro (Fe) 25-35; cromo (Cr) 2-4; carbono (C) 3-10; e restante tungstênio (W).

[0015] Verificou-se que esta composição forma as microestruturas mais estáveis em termos de boa sinterabilidade, boas propriedades mecânicas, capacidade de evitar fraturas e ocorrência de retiradas durante a etapa de processamento do polimento e mantendo o nível de porosidade no mínimo.

[0016] A 'porcentagem atômica (por cento em peso)' dos elementos é consequentemente calculada por: a. cálculo das 'porcentagens de decomposição atômica' para cada pó adicionado usando os pesos moleculares dos elementos nesse pó, por exemplo para B4C, o teor relativo de boro é calculado da seguinte maneira: (4 x peso molecular B (10,81))/((peso molecular de carbono (12,01) + (4 x peso molecular de boro (10,81))) x 100 = 78,2% em peso de B. A 'porcentagem de decomposição atômica' para o C em B4C é então de 21,8% em peso, b. cálculo da "decomposição atômica em gramas" multiplicando a "porcentagem de decomposição atômica" pelo peso do pó adicionado (em gramas). Esta etapa converterá a quantidade no peso de átomos presentes para cada elemento na composição, c. cálculo da 'quantidade molar', tomando a 'decomposição atômica em gramas' e dividindo a mesma pela massa molar do elemento. A partir disso, é determinado o número de mols de átomos para cada elemento na composição, d. Cálculo da 'porcentagem atômica (por cento em peso)', tomando a 'quantidade molar' para cada elemento e dividindo a mesma pela soma de todas as 'quantidades molares' para normalizar a fração molar de cada espécie atômica em uma porcentagem.

[0017] As faixas de composição como descrito anteriormente e a seguir fornecerão um corpo com alta densidade, baixa porosidade e alta condutividade térmica. Essa combinação de propriedades do material fornece a maior capacidade possível de blindagem nuclear. Uma alta densidade significa que existe o maior número possível de átomos disponíveis para absorver nêutrons e radiação eletromagnética. A presença de qualquer poro no material teria um impacto negativo na capacidade do corpo de absorver radiação e calor. Portanto, é desejável ter a menor porosidade possível. Também é benéfico obter um corpo com alta condutividade térmica para reduzir a energia necessária para remover o acúmulo de calor indesejado.

[0018] De acordo com uma forma de realização, o presente corpo possui um teor de Fe de 25 a 35 por cento em peso, como 28 a 32 por cento em peso, como 29 a 31 por cento em peso. Foi verificado que esta composição forma as microestruturas mais estáveis em termos de boa sinterabilidade, boas propriedades mecânicas, capacidade de evitar fraturas e ocorrência de retiradas durante a etapa de processamento do polimento e mantendo o nível de porosidade ao mínimo.

[0019] O boro (B) absorve a energia dos nêutrons, facilitando sua proteção. O teor de B no corpo atual é de 21 a 41 por cento em peso. Para otimizar a capacidade de blindagem, o teor B deve ser o mais alto possível para diminuir a velocidade dos nêutrons. Se o teor de B for muito baixo, o corpo obtido não terá boa capacidade de blindagem. Por outro lado, se o teor de B for muito alto, o corpo obtido será muito frágil e também haveria teor de W insuficiente para fornecer um escudo contra as espécies mais energéticas, como os raios y.

[0020] O cromo atuará como um dissipador de carbono e também suprimirá o magnetismo do Fe e ajudará na resistência à corrosão. A resistência à corrosão é importante, pois reduzirá o risco de oxidação durante a fabricação do corpo.

[0021] O carbono (C) é como um refinador de grãos. Se o teor de C for muito baixo, fases quebradiças indesejáveis, tais FeB podem se formar e se o teor de C for muito alto, há uma tendência mais alta de poros e fases ricas em carbono quebradiças se formarem no corpo, o que teria um efeito prejudicial na eficiência de blindagem do material.

[0022] O tungstênio (W) constitui o restante do corpo, proporcionando um bom escudo contra os nêutrons e, além disso, um ambiente rico em tungstênio é benéfico para a densificação. Se W for adicionado principalmente na forma de WC, o W será consumido por C e Fe (Cr). Isso significa que C livre é deixado se houver uma quantidade insuficiente de W. Se houver W livre, o corpo obtido terá uma microestrutura porosa e de baixa densidade. Portanto, W é adicionado principalmente na forma de metal W. Pode, no entanto, ser benéfico adicionar pequenas quantidades de W na forma de WC, como não mais que 5% em peso de WC, calculadas como uma porção da composição total, a fim de combater as variações na composição resultante da escolha dos meios de moagem de WC ou a partir do polietilenoglicol (PEG), que é usado como ligante orgânico e atua como auxiliar de pressão. O WC também pode atuar como a semente de nucleação do crescimento do WC/WB2 para absorver o carbono do B4C.

[0023] Nesta presente revelação, um corpo com boa sinterabilidade teria retração tridimensional, como de 15 a 22% e o corpo terá uma estrutura sinterizada densa a partir de uma amostra de pó prensado após a sinterização.

[0024] Em uma forma de realização, no corpo como definido acima ou a seguir, pelo menos 95 por cento em peso de Fe estão na forma de um boreto, um boreto intermetálico ou um carboneto intermetálico.

[0025] Em uma forma de realização, no corpo como definido acima ou a seguir, pelo menos 95 por cento em peso de Cr estão na forma de um boreto, um boreto intermetálico ou um carboneto intermetálico.

[0026] Em uma forma de realização, no corpo como definido acima ou a seguir, menos de 5 por cento em peso de Fe estão na forma de FeCr.

[0027] Foi observado que, quando um material de metal duro é bombardeado com nêutrons, "bolhas" se formam nos limites da 'fase dura - fase ligante metálico'. Essas "bolhas" podem então se acumular e se tornar um poro; a presença de poros não é desejável em um material de blindagem nuclear, pois sua presença diminui a eficiência de blindagem do material. Portanto, pode ser vantajoso ter um material que não contenha uma fase ligante metálica. Em contraste com um carboneto cimentado, no caso da presente revelação, durante a sinterização, todos os B4C e W reagirão com o FeCr e, portanto, será produzido um corpo isento de uma fase de ligação metálica. Portanto, o corpo da presente revelação não é um carboneto cimentado. Normalmente, para um carboneto cimentado quando são adicionados pós contendo Fe e Cr, a composição é fornecida estequiometricamente equilibrada em termos de carbono, a maioria do Fe e Cr formaria uma fase ligante metálica de FeCr após a sinterização, como pelo menos 95 por cento em peso de O Fe e pelo menos 95 por cento em peso de Cr estariam presentes na forma de fase ligante metálica de FeCr e haveria apenas quantidades vestigiais de Fe e Cr presentes como um carboneto intermetálico. Em vez disso, para o corpo da presente revelação, a maioria, pelo menos 95 por cento em peso do Fe e pelo menos 95 por cento em peso do Cr, estão presentes na forma de um boreto, como FeB ou Fe2B, ou um boreto intermetálico, como B8Fe5W7, ou um carboneto intermetálico. Além disso, não há ou existe apenas quantidades vestigiais de fase ligante metálica de FeCr formada, como menos de 5 por cento em peso, portanto, o corpo da presente revelação pode ser considerado como não tendo fase ligante metálica.

[0028] Outro aspecto da presente revelação se refere a um método de produção de um corpo compreendendo as etapas de: a. provisão de um ou mais pós compreendendo os elementos B, Fe, Cr, C e W; b. moagem de um ou mais pós com um aglutinante orgânico para obter uma mistura em pó; c. prensagem da mistura de pó moído; e d. sinterização da mistura de pó prensado para obter um corpo sinterizado; caracterizado pelo fato de que um ou mais pós compreendem os seguintes elementos em porcentagem atômica: Boro 21 - 41; Ferro 25 - 35; Cromo 2 - 4; Carbono 3-10; e restante de tungstênio.

[0029] Um ou mais pós são moídos junto com um aglutinante orgânico, tipicamente usando um moinho de esferas. O aglutinante orgânico é adicionado para ajudar na prensagem e é tipicamente um poli (etileno glicol) (PEG), tal como o PEG 34. Normalmente, o pó se formava usando um método de prensagem, por exemplo, usando uma prensa TOX. Após a prensagem, a mistura de pó é sinterizada, por exemplo, usando um forno Sinter HIP. No entanto, outros métodos de moagem, formação e sinterização podem ser empregados e outros auxiliares de prensagem utilizados para o método da presente revelação, como descrito no presente documento.

[0030] Também deve ser apreciado, que pode ser útil também adicionar uma etapa de pré-sinterização antes da etapa de sinterização.

[0031] Na presente revelação, o termo "pó" se refere a partículas finas e secas de uma substância sólida.

[0032] Em uma forma de realização, o método de sinterização, conforme definido acima ou a seguir, é um processo de sinterização reativa. Na presente revelação, o termo "sinterização reativa" significa que as reações químicas ocorrem in situ durante o processo de sinterização, de modo que a combinação de fases presentes no corpo sinterizado é diferente em comparação com a combinação de elementos e/ou compostos fornecida na forma de pó. Isso é diferente da sinterização convencional por estágio líquido, normalmente usada para a produção de um carboneto cimentado ou cermet, porque na sinterização convencional por estágio líquido, a combinação de fases presentes no material sinterizado é a mesma que a combinação original de elementos e compostos adicionados na forma de pó. Os carbonetos sinterizados em fase líquida convencional têm algumas reações de densificação no estado sólido abaixo do ponto da fase líquida, mas a maior parte da densificação ocorre na faixa de temperatura da fase líquida, em vez de durante o período de interações no estado sólido, o que não é o caso do corpo do material revelado na presente revelação.

[0033] Para a presente revelação, o processo de sinterização pode ser realizado a temperaturas entre 1.450°C - 1520°C e no vácuo ou SinterHIPing (normalmente a ~ 50 bar) em uma atmosfera de argônio. A reação ocorre dentro da mistura de pó após aquecimento. Durante o ciclo de sinterização, primeiramente o aglutinante orgânico é removido. Em seguida, as reações iniciais ocorrem no estado sólido, tipicamente a cerca de 550°C. Outras reações começam a ocorrer em torno de 800°C, formando fases metaestáveis, com fases mais estáveis, formando a 1.000°C e acima. Durante o processo de sinterização, o WC e o B4C presentes são consumidos e uma variedade de fases mistas, incluindo FeB, WB e WB2, são formadas. Outras fases FexWyB2 mais complexas também podem estar presentes. É possível um bom encolhimento e controle dimensional usando o processo de sinterização reativa, como esse processo apresenta perda de massa semelhante e encolhimento tridimensional como a sinterização convencional em fase líquida de carbonetos cimentados à base de carboneto de tungstênio. O processo de sinterização reativa resulta em um corpo que é isento de qualquer aglutinante metálico formando pós-sinterização. É importante ressaltar que os corpos podem ser fabricados usando equipamentos e processos industriais de sinterização padrão.

[0034] Em uma forma de realização, o boro é adicionado na forma de um pó B4C. A quantidade adicionada é de 4% em peso a 9% em peso, com base na quantidade total de um ou mais pós adicionados. Se a quantidade de B4C for inferior a 4% em peso, um material útil de proteção rico em boro não será alcançado, uma vez que o material resultante será sinterizado de maneira inadequada, sofrerá uma delaminação considerável e será muito quebradiço. Se a quantidade de B4C adicionada for maior que 9% em peso, há problemas de sinterabilidade, pois há um risco aumentado de porosidade devido à possibilidade de metal W insuficiente estar disponível para reagir com o boro. É importante manter a porosidade o mais baixa possível, pois a porosidade afetará a eficiência da blindagem. O boro pode ser adicionado, alternativamente, em uma quantidade equivalente de FeB, WB, elemento B ou CrB.

[0035] Na presente revelação, o termo "porcentagem em peso" (% em peso) SE refere aos pesos relativos de um ou mais pós pesados em comparação com a quantidade total de pó fornecido.

[0036] Em uma forma de realização, no método como definido acima no presente documento ou a seguir, ferro e cromo são adicionados na forma de um pó de FeCr, em uma quantidade de 17 a 26% em peso. A quantidade de FeCr adicionada é selecionada para obter o peso atômico ideal de Fe no corpo. De acordo com uma forma de realização, o teor de Cr do pó de FeCr adicionado é de 2 a 20% em peso, tal como 2 a 8% em peso da quantidade total de FeCr. Em outras palavras, se a quantidade de FeCr adicionada à composição for 20% em peso, então 0,4 - 4% em peso desse valor constituem o Cr e o saldo é o Fe. O FeCr é normalmente adicionado em sua forma pré-ligada, pois isso reduz o risco de oxidação e corrosão do Fe presente. Cr também pode ser adicionado na forma de metal Cr3C2 ou Cr. Se o FeCr consistir em menos de 2% em peso de Cr, haverá um risco aumentado de oxidação durante o processamento e o corpo sinterizado terá uma resistência à corrosão reduzida. No entanto, se a quantidade de FeCr consistir em mais de 20% em peso de Cr, a concentração de Cr seria muito alta e isso causaria uma redução líquida na quantidade de B incorporada, reduzindo assim a eficiência de blindagem do corpo. Fe8Cr (significando que o FeCr tinha um teor de 8% em peso de Cr) é a composição mais comum de FeCr usada na fabricação dos materiais W-B-FeCr.

[0037] De acordo com uma forma de realização, no método como definido acima ou a seguir, W é adicionado na forma de W e opcionalmente WC, como opcionalmente <5% em peso de WC.

[0038] Dentro das faixas de composição reveladas anteriormente ou a seguir, pode ser que composições específicas sejam selecionadas para as propriedades corporais ideais para uso em um tipo específico de reator nuclear ou para uma parte específica do reator nuclear. Por exemplo, uma composição mais rica em W pode ser selecionada se o objetivo principal do corpo for proteger contra um fluxo que tenha um raio gama significativo e um contingente rápido de nêutrons. Por outro lado, uma composição mais rica em boro pode ser selecionada se o objetivo principal do corpo for proteger contra um fluxo no qual os nêutrons lentos são o contingente prevalente.

[0039] Os exemplos a seguir são exemplos ilustrativos e não limitativos.

EXEMPLOS

[0040] Como pode ser visto nas experiências, os materiais onde o metal W é usado como componente principal e não o WC mostraram um resultado muito mais promissor.

[0041] Os materiais utilizados no exemplo foram preparados usando métodos padrão de metalurgia de pó de laboratório. Em todos os exemplos, o FeCr estava na forma de Fe8Cr (o que significa que o FeCr tinha um teor de 8% em peso de Cr) e a fonte de boro estava na forma de B4C, que tinha um tamanho de grão alvo de 8μm. Os pós foram pesados de acordo com as quantidades mostradas na tabela 1 e moídos com um aglutinante orgânico PEG3400 e meio de carboneto de tungstênio na proporção de 9:1 pó: meio de moagem em etanol e água por 2 horas. O pó foi então seco, peneirado e prensado com uma pressão alvo de 100 MPa, com uma prensa TOX ou uma matriz dividida. As amostras prensadas foram então sinterizadas a uma temperatura entre 1450°C e 1520°C durante 1 hora usando um ciclo de vácuo (DMK) a 50 bar. As temperaturas mais altas de sinterização foram usadas para algumas amostras com maior teor de boro para melhorar a qualidade do cristal e as propriedades mecânicas. Os detalhes são apresentados na tabela 1 abaixo. As seções transversais das amostras foram polidas usando retificação por via úmida e polimento de diamante fino sequencial com sílica coloidal como o polimento do estágio final. As amostras foram examinadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV). A Tabela 1 abaixo mostra um resumo dos exemplos testados, incluindo as porcentagens em peso das amostras em pó testadas e a composição das amostras sinterizadas em porcentagem atômica e a Tabela 2 mostra as propriedades de cada material exemplar após a sinterização. Tabela 1

Tabela 2

[0042] As propriedades na Tabela 2 foram medidas de acordo com a ISO 3369: 1975 quanto a densidade e ISO 3878: 1983 quanto a dureza. 'Densidade comparada à densidade teórica (%)' é definida como sendo a densidade medida dividida pela densidade teórica x100. Na presente revelação, é uma densidade teórica aproximada que está sendo medida como para os compostos à base de boreto revelados neste documento, há uma quantidade considerável de transformação de fase que ocorre durante a sinterização reativa. A densidade teórica é definida como sendo a densidade média ponderada dos reagentes antes da sinterização.

[0043] Em muitos dos exemplos, a densidade comparada com a densidade teórica é superior a 100%, isso é uma hipótese, uma vez que existe uma perda de carbono durante o processo de sinterização.

[0044] As amostras A, B e C mostram composições comparativas que ficam fora dos intervalos de composição da presente revelação e têm estruturas mais pobres após a sinterização. As amostras D, E e F mostram exemplos de composições que se enquadram no escopo da invenção e têm as estruturas sinterizadas mais otimizadas.

[0045] Uma imagem de microscopia óptica da amostra A é mostrada na Figura 1. A amostra A tem muito Fe, muito pouco B e muito pouco C. A amostra é quebradiça; também é pouco sinterizada e fratura facilmente após o polimento. As características longas e delgadas (2) na microestrutura são indicativas de desligamento ruim.

[0046] Uma imagem de microscopia óptica da amostra B é mostrada na Figura 2. A amostra B tem muito Fe e muito pouco W. Há espaços vazios na microestrutura (4) e há uma fratura quebradiça significativa.

[0047] Uma imagem de microscopia óptica da amostra C é mostrada na Figura 3. A amostra C tem muito pouco Fe. Esta amostra é muito porosa e há vazios presentes (4) na microestrutura.

[0048] As amostras D, E e F se enquadram dentro das faixas composicionais da presente revelação. Essas amostras geralmente têm uma 'densidade/densidade teórica mais alta', menos poros e vazios e são menos propensas a fraturas. Uma microestrutura de exemplo de uma amostra que se enquadra no escopo da presente revelação é mostrada na Figura 4.

[0049] A estrutura e as propriedades do corpo da presente revelação são mais semelhantes a uma cerâmica do que a um carboneto cimentado. A análise de difração por retrodispersão de elétrons (EBSD) mostra evidências de que a estrutura do corpo atual é dominada por regiões de boreto de tungstênio de ferro separadas por boreto de ferro, com traços de outras fases, como WB e WC, mas nenhuma fase de ligante metálico. Portanto, para o corpo da presente revelação, não há limites de 'fase dura - fase ligante metálico' presentes onde pode ocorrer "bolhas".

[0050] Os resultados das fases detectadas na análise (EBSD) concluída nas amostras E e F, usando um Zeiss Supra 55VP FEGSEM, são mostrados na tabela 3. 'Traços' se refere a <2% de abundância, 'significativo' se refere a 2-15% de abundância, 'abundante' se refere a > 15% de abundância, 'dominante' se refere a > 25% de abundância. Dentro da precisão da técnica EBSD para poder quantificar as abundâncias das diferentes frases, a análise mostrou que não havia presença detectável de FeCr, isto é, < 5 por cento em peso. A presença do Fe foi detectada nas formas de Fe2B, FeB e B8Fe5W7, isto é, > 95 por cento em peso do Fe estão presentes na forma de um boreto, um boreto intermetálico ou um carboneto intermetálico. Tabela 3

Claims

1. Corpo caracterizado por compreender: Boro em uma quantidade de 21 a 41%at (porcentagem atômica); ferro em uma quantidade de 25 a 35%at; cromo em uma quantidade de 2 a 4%at; carbono em uma quantidade de 3 a 10% at; e o restante de tungstênio, em que pelo menos 95%at do Fe estão na forma de um boreto, um boreto intermetálico ou um carboneto intermetálico.

2. Corpo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos 95%at do Cr estão na forma de um boreto, um boreto intermetálico ou um carboneto intermetálico.

3. Corpo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que menos de 5%at do Fe estão na forma de FeCr.

4. Método para produzir um corpo compreendendo as etapas de: a. fornecer um ou mais pós compreendendo B, Fe, Cr, C e W; b. moer os pós com um aglutinante orgânico para obter uma mistura em pó; c. prensar a mistura de pó moído; e d. sinterizar a mistura de pó prensado para obter um corpo sinterizado; caracterizado pelo fato de que os pós adicionados na etapa a. compreendem: boro em uma quantidade de 21 a 41%at; ferro em uma quantidade de 25 a 35%at; cromo em uma quantidade de 2 a 4%at; carbono em uma quantidade de 3 a 10%at; e o restante de tungstênio, em que pelo menos 95%at do Fe estão na forma de um boreto, um boreto intermetálico ou um carboneto intermetálico.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de sinterização é um processo de sinterização reativa.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o boro é adicionado na forma de B4C.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o ferro e o cromo são adicionados na forma de FeCr.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que o W é adicionado na forma de W e, opcionalmente, WC.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a quantidade do WC adicionada é inferior a 5% em peso.

10. Uso de um corpo, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por ser para a fabricação de um objeto para blindagem nuclear em um reator nuclear.