ES2965904T3

ES2965904T3 - Un cuerpo de borocarburo de wolframio y hierro para aplicaciones de blindaje nuclear

Info

Publication number: ES2965904T3
Application number: ES19207817T
Authority: ES
Inventors: Jessica Marshall
Original assignee: Hyperion Materials and Technologies Sweden AB
Current assignee: Hyperion Materials and Technologies Sweden AB
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2024-04-17
Anticipated expiration: 2037-05-11
Also published as: WO2018206173A1; JP7097392B2; HUE049251T2; EP3401413A1; PT3650562T; SI3401413T1; EP3650562A1; US20200176142A1; BR112019023343B1; TW201900895A; CA3060114A1; RU2761020C2; US11279991B2; BR112019023343A2; KR20200004806A; JP2020519887A; RU2019139243A3; EP3401413B1; CN110603340B; CN110603340A

Abstract

La presente divulgación se refiere a un cuerpo, un método para fabricar el cuerpo y el uso del cuerpo para blindaje nuclear en un reactor nuclear. El cuerpo comprende los siguientes elementos en porcentaje atómico (at%): boro 21-41; hierro 25-35; cromo 2,0-4,0; carbono 3-10; y el resto tungsteno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un cuerpo de borocarburo de wolframio y hierro para aplicaciones de blindaje nuclear

Campo técnico

La presente descripción se refiere a un cuerpo, un método para fabricar el cuerpo y el uso del cuerpo para blindaje nuclear en un reactor nuclear.

Antecedentes

La tasa de consumo de energía por persona es mayor que la capacidad de generación actual, por lo tanto esto ha generado un nuevo interés en las posibilidades de la energía nuclear como fuente de energía neutra en carbono que potencialmente podría resolver la brecha energética. En particular, los avances recientes en la tecnología de imanes hacen que la posibilidad de la fusión controlada como fuente de energía factible negativa en carbono sea una alternativa real en el futuro cercano. Los reactores más grandes, tales como el International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) y el Joint European Torus (JET), planean usar wolframio metálico con berilio para los componentes frente al plasma. Sin embargo, existe un problema con el uso de wolframio metálico en esta aplicación: el wolframio es difícil de fabricar a granel y, además, tanto el wolframio como el berilio pueden formar óxidos peligrosos a altas temperaturas. Por lo tanto, existe un impulso para encontrar alternativas más seguras y de menor coste.

Al diseñar cualquier tipo de reactor nuclear, es importante considerar cómo deben protegerse los componentes del reactor del alto flujo de neutrones y de los rayos gamma generados por el reactor nuclear. En términos de blindaje contra la radiación, es necesario que sea un blindaje biológico eficiente y también que sea capaz de blindar otras partes del reactor, tales como los sistemas electrónicos. El material de blindaje debe ser capaz de brindar protección contra una amplia gama de especies radiactivas altamente energéticas, incluidos rayos a, p y<y>, y neutrones, a una distancia corta. Estas condiciones imponen límites estrictos sobre el tipo de materiales que se pueden usar. También es importante que el propio blindaje sea resistente a la activación y no se active formando radioisótopos dañinos cuando se irradia. Esto significa que no se pueden usar materiales que contengan cantidades significativas de Ni y Co, ya que presentan riesgos de activación cuando se irradian.

Se proponen tanto pequeños reactores modulares de fisión como reactores de confinamiento magnético como parte de la próxima generación de centrales nucleares. Las pequeñas centrales nucleares modulares tienen el potencial de ser más seguras y eficientes que las grandes centrales nucleares actualmente en uso. En el caso de los reactores de fusión por confinamiento magnético, dependen de cobre enfriado criogénicamente y/o superconductores de alta temperatura (HTS) para generar un campo magnético, por lo que el espacio entre la cámara de plasma y los conductores fríos (cobre/HTS) es limitado. En ambos casos, estos tipos de reactores plantean un desafío adicional al considerar la elección del material para el blindaje radiológico, ya que la geometría de tales reactores significa que el espacio es limitado y, por lo tanto, el material de blindaje debe poder aplicarse en capas delgadas y aun así mantener la eficiencia de blindaje. El documento WO 2012/023265 A1 describe un cermet usado como blindaje contra neutrones que presenta la composición química de MM'B o M2M'B2, en las que M se elige entre Mo, W, Ta y M' es un metal de transición. Se incluye un material que contiene W2FeB, Mo2NiB y WCoB. El documento c N 105803267 A describe un composite de blindaje contra neutrones formado de una lámina de composite de aluminio con W y carburo de boro formado mediante pulvimetalurgia.

Por lo tanto, el desafío es encontrar un material de blindaje alternativo que no necesite aplicarse en grosores excesivamente grandes para lograr un buen blindaje; el material tampoco debe formar ningún subproducto peligroso debido a la exposición al proceso de fusión nuclear. Es imperativo que el material no contenga elementos que se transmutaran a radionucleidos nocivos, de modo que impidieran el desmantelamiento y el reabastecimiento de combustible de tal dispositivo al final de un ciclo de trabajo. Fundamentalmente, debe ser posible fabricar el material que se usará para esta aplicación usando técnicas convencionales. Los materiales más adecuados para esta aplicación también tendrían buena resistencia a la oxidación y buena conductividad térmica.

Sumario

De este modo, la presente invención proporciona un cuerpo como se define en la reivindicación 1 adjunta. La presente descripción proporcionará un material con propiedades óptimas para el blindaje nuclear, que sea sinterizable, tenga la densidad más alta posible y la porosidad más baja posible.

Sorprendentemente, los inventores han descubierto que los intervalos de composición descritos aquí producirán un cuerpo que tenga las propiedades materiales óptimas para el blindaje nuclear. Por consiguiente, se ha seleccionado el equilibrio entre boro y wolframio para que el cuerpo que se usará para el blindaje nuclear tenga las propiedades de absorción óptimas.

La presente invención se refiere a un método tal como se define en la reivindicación de procedimiento independiente adjunta.

Adicionalmente, la presente invención también se refiere al uso de un cuerpo para fabricar un objeto para blindaje nuclear en un reactor nuclear como se define en la reivindicación de uso adjunta.

Breve descripción de los dibujos

Figura 1:describe una imagen de microscopía óptica de la microestructura de la muestra A.

Figura 2:describe una imagen de microscopía óptica de la microestructura de la muestra B.

Figura 3:describe una imagen de microscopía óptica de la microestructura de la muestra C.

Figura 4:describe una imagen de microscopía óptica de la microestructura de la muestra G.

Descripción detallada

Por consiguiente, un aspecto de la presente descripción se refiere a un cuerpo que comprende los siguientes elementos en porcentaje atómico (% at.): boro (B) 21 -41; hierro (Fe) 25-35; cromo (Cr) 2-4; carbono (C) 3-10; y el resto wolframio (W).

Se ha descubierto que esta composición forma las microestructuras más estables en términos de buena sinterabilidad, buenas propiedades mecánicas, capacidad para evitar fracturas y la aparición de desprendimientos durante la etapa de procesamiento de pulido y mantenimiento del nivel de porosidad al mínimo.

El ‘porcentaje atómico (% at.)’ de los elementos se calcula en consecuencia:

a. Calcular los ‘porcentajes de descomposición atómica’ para cada polvo añadido usando los pesos moleculares de los elementos en ese polvo, p. ej., para B4C, el contenido relativo de boro se calcula de la siguiente manera: (4 x peso molecular del B (10,81)) / ((peso molecular del carbono (12,01) (4 x peso molecular del boro (10,81))) x 100 = 78,2% en peso de B. El ‘porcentaje de descomposición atómica’ del C en B4C es entonces 21,8% en peso.

b. Calcular la ‘descomposición atómica en gramos’ multiplicando el ‘porcentaje de descomposición atómica’ por el peso de ese polvo añadido (en gramos). Este paso convertirá la cantidad en el peso de átomos presentes para cada elemento en la composición.

c. Calcular la ‘cantidad molar’ tomando la ‘descomposición atómica en gramos’ y dividiéndola entre la masa molar del elemento. A partir de esta se determina el número de moles de átomos de cada elemento de la composición. d. Calcular el ‘porcentaje atómico (% at.)’ tomando la ‘cantidad molar’ de cada elemento y dividiéndola entre la suma de todas las ‘cantidades molares’ para normalizar la fracción molar de cada especie atómica a un porcentaje.

Los intervalos de composición descritos anteriormente y en lo sucesivo proporcionarán un cuerpo con una alta densidad, baja porosidad y alta conductividad térmica. Esta combinación de propiedades del material proporciona la mayor capacidad de blindaje nuclear posible. Una densidad alta significa que hay el mayor número posible de átomos disponibles para absorber neutrones y radiación electromagnética. La presencia de poros en el material tendría un impacto perjudicial en la capacidad del cuerpo para absorber radiación y calor. Por consiguiente, es deseable tener la porosidad más baja posible. También es beneficioso obtener un cuerpo con una alta conductividad térmica para reducir la energía necesaria para retirar la acumulación de calor no deseado.

Según una realización, el presente cuerpo tiene un contenido de Fe de 25-35% at., tal como de 28 a 32% at., tal como 29 a 31% at.. Se ha descubierto que esta composición forma las microestructuras más estables en términos de buena sinterabilidad, buenas propiedades mecánicas, capacidad para evitar fracturas y la aparición de desprendimientos durante la etapa de procesamiento de pulido y mantenimiento del nivel de porosidad al mínimo.

El boro (B) absorberá la energía de los neutrones, haciéndolos de este modo más fáciles de blindar. El contenido de B en el presente cuerpo es del 21 al 41% at.. Para una capacidad de blindaje óptima, el contenido de B debe ser lo más alto posible para frenar neutrones. Si el contenido de B es demasiado bajo, entonces el cuerpo obtenido no tendrá una buena capacidad de blindaje. Por otro lado, si el contenido de B es demasiado alto, el cuerpo obtenido será demasiado frágil y también tendrá un contenido de W insuficiente para proporcionar un blindaje contra las especies más energéticas, tales como los rayos y.

El cromo actuará como un sumidero de carbono y también suprimirá el magnetismo del Fe y ayudará con la resistencia a la corrosión. La resistencia a la corrosión es importante ya que reducirá el riesgo de oxidación durante la fabricación del cuerpo.

El carbono un actúa como refinador de grano. Si el contenido de C es demasiado bajo, se pueden formar fases frágiles indeseables, tales como FeB, y si el contenido de C es demasiado alto, existe una mayor tendencia a que se formen poros y fases frágiles ricas en carbono en el cuerpo, lo que tendría un efecto perjudicial sobre la eficiencia de blindaje del material.

El wolframio (W), que constituye el resto del cuerpo, proporcionará un buen blindaje contra los neutrones y, además, un entorno rico en wolframio es beneficioso para la densificación. Si se añade W principalmente en forma de WC, el W es consumido por C y Fe(Cr). Esto significa que queda C libre si no hay cantidad suficiente de W. Si hay W libre, el cuerpo obtenido tendrá una microestructura porosa y de baja densidad. Por lo tanto, el W se añade principalmente en forma de W metálico. Sin embargo, puede ser beneficioso añadir pequeñas cantidades de W en forma de WC, tal como no más del 5% en peso de WC, calculado como una porción de la composición total, para contrarrestar las variaciones en la composición resultantes de la selección del medio de molienda del WC o del polietilenglicol (PEG), que se usa como aglutinante orgánico y actúa como ayuda de prensado. El WC también puede actuar como semilla de nucleación para el crecimiento de WC/WB2 para absorber carbono de B4C.

En esta presente descripción, un cuerpo con buena sinterabilidad tendría una contracción tridimensional, tal como de 15-22%, y el cuerpo tendrá una estructura sinterizada densa a partir de una muestra de polvo prensado después de la sinterización.

En una realización, en el cuerpo como se define aquí anteriormente o más adelante, al menos el 95% at. del Fe está en forma de un boruro, un boruro intermetálico o un carburo intermetálico.

En una realización, en el cuerpo como se define aquí anteriormente o más adelante, al menos el 95% at. del Cr está en forma de boruro, boruro intermetálico o carburo intermetálico.

En una realización, en el cuerpo como se define aquí anteriormente o más adelante, menos del 5% at. del Fe está en forma de FeCr.

Se ha observado que cuando un material de carburo cementado se bombardea con neutrones, se formar“n "burbu”as" en los bordes “"fase du-a - fase aglutinante metáli”a". Est“s "burbu”as" pueden luego acumularse y convertirse en un poro; la presencia de poros no es deseable en un material de blindaje nuclear ya que su presencia disminuye la eficiencia de blindaje del material. Por lo tanto, puede resultar ventajoso tener un material que no contenga una fase aglutinante metálica. A diferencia de un carburo cementado, en el caso de la presente descripción, durante la sinterización todo el B4C y W reaccionarán con el FeCr y, por lo tanto, se produce un cuerpo que está libre de una fase aglutinante metálica. Por lo tanto, el cuerpo de la presente descripción no es un carburo cementado. Típicamente, para un carburo cementado cuando se añaden polvos que contienen Fe y Cr, la composición se proporciona estequiométricamente equilibrada en términos de carbono, la mayoría del Fe y el Cr formarían una fase aglutinante metálica de FeCr después de la sinterización, tal como al menos 95% at. de Fe y al menos 95% at. de Cr estarían presentes en forma de fase aglutinante metálica de FeCr y solo habría trazas de Fe y Cr presentes como carburo intermetálico. En cambio, para el cuerpo de la presente invención, la mayoría, al menos el 95% at. del Fe y al menos el 95% at. del Cr, están presentes en forma de un boruro, tal como FeB o Fe2B, o un boruro intermetálico, tal como B8fe5W7, o un carburo intermetálico. Además, no se forma o solo se forman trazas de fase aglutinante metálica de FeCr, menos del 5% at., por lo que se puede considerar que el cuerpo de la presente descripción no tiene fase aglutinante metálica.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para producir un cuerpo que comprende las etapas de:

a. proporcionar uno o más polvos que comprenden los elementos B, Fe, Cr, C y W;

b. moler el uno o más polvos con un aglutinante orgánico para obtener una mezcla de polvo;

c. prensar la mezcla de polvo molida; y

d. sinterizar la mezcla de polvo prensado para obtener un cuerpo sinterizado;

caracterizado por el hecho de que el uno o más polvos comprende los siguientes elementos en porcentaje atómico:

y el resto wolframio; en el que el cuerpo comprende trazas de fase aglutinante metálica de FeCr que son inferiores al 5% at.; en el que al menos el 95% at. de Fe está en forma de un boruro, un boruro intermetálico o un carburo intermetálico, en el que al menos el 95% at. de Cr está en forma de un boruro, un boruro intermetálico o un carburo intermetálico.

El uno o más polvos se muelen junto con un aglutinante orgánico típicamente usando un molino de bolas. El aglutinante orgánico se añade para ayudar al prensado y típicamente es un poli(etilenglicol) (PEG), tal como PEG 34. Típicamente, luego se le da forma al polvo usando un método de prensado, por ejemplo usando una prensa TOX. Luego, después del prensado, la mezcla de polvo se sinteriza, por ejemplo usando un horno Sinter HIP. Sin embargo, se podrían emplear otros métodos de molienda, conformación y sinterización y se podrían usar otras ayudas de prensado para el método de la presente descripción como se describe aquí.

También se debe apreciar que puede ser útil añadir también una etapa de presinterización antes de la etapa de sinterización.

En la presente descripción, el térmi“o "po”vo" se refiere a partículas finas y secas de una sustancia sólida.

En una realización, el método de sinterización como se define aquí anteriormente o en lo sucesivo es un procedimiento de sinterización reactiva. En la presente descripción el térmi“o "sinterización react”va" significa que se producen reacciones químicas in situ durante el procedimiento de sinterización de manera que la combinación de fases presentes en el cuerpo sinterizado es diferente en comparación con la combinación de elementos y/o compuestos que se proporciona en su forma de polvo. Esto es diferente a la sinterización con fase líquida convencional que se usa típicamente para la producción de carburo cementado o cermet, porque en la sinterización con fase líquida convencional, la combinación de fases presentes en el material sinterizado es la misma que la combinación original de elementos y compuestos añadidos en forma de polvo. Los carburos sinterizados con fase líquida convencional tienen algunas reacciones de densificación en estado sólido por debajo del punto de fase líquida, pero la mayor parte de la densificación ocurre en el intervalo de temperatura de la fase líquida en lugar de durante el período de interacciones en estado sólido, lo que no es el caso para el cuerpo de material descrito en la presente descripción.

Para la presente descripción, el procedimiento de sinterización se puede realizar a temperaturas entre 1450°C y 1520°C y a vacío o SinterHIPing (normalmente a ~50 bar) en atmósfera de argón. La reacción ocurre dentro de la mezcla en polvo al calentarla. Durante el ciclo de sinterización, en primer lugar se retira el aglutinante orgánico. Luego, se producen las reacciones iniciales en estado sólido, típicamente a alrededor de 550°C. Otras reacciones comienzan a producirse alrededor de 800°C formando fases metaestables y se forman fases más estables a 1000°C y más. Durante el procedimiento de sinterización el WC y B4Se presentes se consumen y se forman varias fases mixtas, incluidas FeB, WB y WB2. También pueden estar presentes otras fases FeXWyBz más complejas. Es posible lograr un buen control dimensional y de contracción usando el procedimiento de sinterización reactiva, ya que este procedimiento tiene una pérdida de masa y una contracción tridimensional similares a la sinterización con fase líquida convencional de carburos cementados a base de carburo de wolframio. El procedimiento de sinterización reactiva da como resultado un cuerpo sin ningún aglutinante metálico que se forme después de la sinterización. Es importante destacar que los cuerpos pueden fabricarse usando equipos y procedimientos de sinterización industrial estándar.

En una realización, el boro se añade en forma de B4C en polvo. La cantidad añadida es de 4% en peso a 9% en peso basándose en la cantidad total de uno o más polvos añadidos. Si la cantidad de B4C es inferior al 4% en peso, entonces no se conseguirá un material de blindaje rico en boro útil, dado que el material resultante se sinterizará mal, sufrirá una deslaminación considerable y será muy quebradizo. Si la cantidad de B4C añadido es superior al 9% en peso, hay problemas con la sinterabilidad ya que existe un mayor riesgo de porosidad debido a la posibilidad de que no haya suficiente W metálico disponible para reaccionar con el boro. Es importante mantener la porosidad lo más baja posible ya que la porosidad afectará la eficiencia del blindaje.

En la presente descripción, la expresión“ "porcentaje en p”so" (% en peso) se refiere a los pesos relativos del uno o más polvos pesados en comparación con la cantidad total de polvo proporcionado.

En una realización, el método definido aquí anteriormente o en lo sucesivo, se añaden hierro y cromo en forma de polvo de FeCr, en una cantidad del 17- 26% en peso. La cantidad de FeCr añadida se selecciona para obtener el peso atómico óptimo de Fe en el cuerpo. Según una realización, el contenido de Cr del polvo de FeCr añadido es de 2 a 20% en peso, tal como de 2 a 8% en peso de la cantidad total de FeCr. En otras palabras, si la cantidad de FeCr añadida a la composición es 20% en peso, entonces entre 0,4-4% en peso de este es Cr y el resto es Fe. El FeCr típicamente se añade en su forma prealeada, ya que esto reduce el riesgo de oxidación y corrosión del Fe presente. También se puede añadir Cr en forma de C3C2 o Cr metálico. Si el FeCr consiste en menos de 2% en peso de Cr, existe un mayor riesgo de oxidación durante el procesamiento y el cuerpo sinterizado tendrá una resistencia a la corrosión reducida. Sin embargo, si la cantidad de FeCr consiste en más de 20% en peso de Cr, la concentración de Cr sería demasiado alta y esto causaría una reducción neta de la cantidad de B incorporado, reduciendo de este modo la eficiencia protectora del cuerpo. Fe8Cr (que significa que el FeCr tenía un contenido de Cr del 8% en peso) es la composición más común de FeCr usada para la fabricación de materiales de W-B-FeCr.

Según una realización, el método como se define aquí anteriormente en el presente documento o en lo sucesivo, se añade W en forma de W y opcionalmente WC, tal como opcionalmente <5% en peso de WC.

Dentro de los intervalos de composición descritos aquí anteriormente o en lo sucesivo, puede ser que se seleccionen composiciones específicas para las propiedades del cuerpo más óptimas para su uso en un tipo específico de reactor nuclear o para una parte específica del reactor nuclear. Por ejemplo, se puede seleccionar una composición más rica en W si el propósito principal del cuerpo es blindar contra un flujo que tiene un contingente significativo de rayos gamma y neutrones rápidos. Por otro lado, se puede seleccionar una composición más rica en boro si el propósito principal del cuerpo es blindar contra un flujo en el que los neutrones lentos son el contingente más frecuente.

Los siguientes ejemplos son ejemplos ilustrativos no limitantes.

Ejemplos

Como puede verse en los experimentos, los materiales en los que se usa W metálico como componente principal en lugar de WC han mostrado resultados mucho más prometedores.

Los materiales usados en el ejemplo se prepararon usando métodos estándar de pulvimetalurgia de laboratorio. En todos los ejemplos, el FeCr estaba en forma de Fe8Cr (lo que significa que el FeCr tenía un contenido de Cr del 8% en peso) y la fuente de boro estaba en la forma de B4C, que tenía un tamaño de grano objetivo de 8 gm. Los polvos se pesaron de acuerdo con las cantidades mostradas en la tabla 1 y se molieron con un aglutinante orgánico PEG3400 y un medio de carburo de wolframio en una relación 9:1 de polvo:medio de molienda en etanol y agua durante 2 horas. Luego el polvo se secó, tamizó y prensó con una presión objetivo de 100 MPa, ya sea con una prensa TOX o con una matriz dividida. Luego, las muestras prensadas se sinterizaron a una temperatura entre 1450°C y 1520°C durante 1 hora usando un ciclo de vacío (DMK) a 50 bar. Se usaron las temperaturas de sinterización más altas para algunas de las muestras que contenían más boro para mejorar la calidad del cristal y las propiedades mecánicas; los detalles se dan en la tabla 1 a continuación. Las secciones transversales de las muestras se pulieron usando esmerilado húmedo y pulido secuencial con diamante fino con sílice coloidal como etapa final de pulido. Luego las muestras fueron examinadas mediante microscopía óptica y electrónica de barrido (SEM). La Tabla 1 a continuación muestra un resumen de los ejemplos ensayados, incluidos los porcentajes en peso de las muestras de polvo ensayadas y la composición de las muestras sinterizadas en porcentaje atómico y la Tabla 2 muestra las propiedades de cada material de ejemplo después de la sinterización.

Tabla 1

Tabla 2

Las propiedades de la Tabla 2 se han medido según la norma ISO 3369:1975 para la densidad y la norma ISO 3878:1983 para la dureza. ‘a 'densidad comparada con la densidad teórica ’%)' se define como la densidad medida dividida entre la densidad teórica x100.

En muchos de los ejemplos, la densidad comparada con la densidad teórica es superior al 100%; se supone que esto se debe a que hay una pérdida de carbono durante el procedimiento de sinterización.

Las muestras A, B y C muestran composiciones comparativas que quedan fuera de los intervalos de composición de la presente descripción y tienen estructuras más pobres después de la sinterización. Las muestras D, E y F muestran ejemplos de composiciones que quedan dentro del alcance de la invención y tienen las estructuras sinterizadas más optimizadas.

En la Figura 1 se muestra una imagen de microscopía óptica de la muestra A. La muestra A tiene demasiado Fe, demasiado poco B y demasiado poco C. La muestra es frágil; también está mal sinterizada y se fractura fácilmente al pulirla. Las formas largas y delgadas (2) en la microestructura son indicativas de una mala desaglutinación.

En la Figura 2 se muestra una imagen de microscopía óptica de la muestra B. La muestra B tiene demasiado Fe y demasiado poco W. Hay huecos presentes en la microestructura (4) y hay una fractura frágil significativa.

En la Figura 3 se muestra una imagen de microscopía óptica de la muestra C. La muestra C tiene demasiado poco Fe. Esta muestra es muy porosa y hay huecos presentes (4) en la microestructura.

Las muestras D, E y F se encuentran dentro de los intervalos de composición de la presente descripción. Estas muestras generalmente tienen una mayor ”densidad/densidad teór”ca", menos poros y huecos y son menos propensas a fracturarse. En la Figura 4 se muestra un ejemplo de microestructura de una muestra que queda dentro del alcance de la presente descripción.

La estructura y propiedades del cuerpo de la presente descripción son más similares a una cerámica que a un carburo cementado. El análisis de difracción de electrones retrodispersados (EBSD) muestra evidencia de que la estructura del presente cuerpo está dominada por regiones de boruro de wolframio y hierro separadas por boruro de hierro, con trazas de otras fases tales como WB y WC, pero ninguna fase aglutinante metálica. Por lo tanto, para el cuerpo de la presente descripción, no hay bordes ‘'fase du-a - fase aglutinante metáli’a' presentes donde podría ocurr“r "burbu”eo".

Los resultados de las fases detectadas en el análisis (EBSD) completado en las muestras E y F, usando un Zeiss Supra 55VP FEGSEM, se muestran en la tabla ‘. 'Tr’za' se refiere a <2% de abundanci‘, 'significat’vo' se refiere a 2-15% de abundanci“, "abunda”te" se refiere a >15% de abundanci“, "domina”te" se refiere a >25% de abundancia. Dentro de la precisión de la técnica EBSD para poder cuantificar las abundancias de las diferentes fases, el análisis mostró que no había presencia detectable de FeCr presente, es decir, <5% at.. Se detectó la presencia de Fe en forma de Fe2B, FeB y BsFesWy, es decir, >95% at. del Fe está presente en forma de boruro, boruro intermetálico o carburo intermetálico.

Tabla 3

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cuerpo que comprende los siguientes elementos en porcentaje atómico (% at.):

Boro 21-41;

Hierro 25-35;

Cromo 2-4;

Carbono 3-10;

y el resto % at. wolframio;

en el que el cuerpo comprende trazas de fase aglutinante metálica de FeCr que son inferiores al 5% at.; en el que al menos el 95% at. de Fe está en forma de un boruro, un boruro intermetálico o un carburo intermetálico.

en el que al menos el 95% at. de Cr está en forma de un boruro, un boruro intermetálico o un carburo intermetálico.

2. Un método para producir un cuerpo que comprende las etapas de:

a. proporcionar uno o más polvos que comprenden B, Fe, Cr, C y W;

b. moler los polvos con un aglutinante orgánico para obtener una mezcla de polvo;

c. prensar la mezcla de polvo molida; y

d. sinterizar la mezcla de polvo prensado para obtener un cuerpo sinterizado;

caracterizado por el hecho de que los polvos añadidos en la etapa a. comprenden los siguientes elementos en porcentaje atómico:

Boro 21-41;

Hierro 25-35;

Cromo 2-4;

Carbono 3-10;

y el resto wolframio; y.

en el que el cuerpo comprende trazas de fase aglutinante metálica de FeCr que son inferiores al 5% at.; en el que al menos el 95% at. de Fe está en la forma de un boruro, un boruro intermetálico o un carburo intermetálico; y

3. El método según la reivindicación 2, en el que la etapa de sinterización es un procedimiento de sinterización reactiva.

4. El método según la reivindicación 2 o 3, en el que se añade boro en forma de B4C.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que se añaden hierro y cromo en forma de FeCr.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en el que se añade W en forma de W y opcionalmente de WC.

7. El método según la reivindicación 6, en el que la cantidad de WC añadida es inferior al 5% en peso.

8. El uso de un cuerpo según la reivindicación 1 y/o del cuerpo obtenido mediante el método según cualquiera de las reivindicaciones 2-7 para fabricar un objeto para blindaje nuclear en un reactor nuclear.