Sviluppo di ricoperture per la protezione di materiali strutturali operanti in sistemi nucleari refrigerati a piombo mediante tecniche di ablazione laser

Oggetto di questo task è il proseguimento dello sviluppo e della caratterizzazione di rivestimenti di allumina (Al2O3), prodotti mediante ablazione laser e destinati a svolgere la funzione di barriera anticorrosiva nei sistemi nucleari a fissione di quarta generazione che utilizzano come termovettore metalli liquidi pesanti, in particolare Pb o l’eutettico Pb-Bi. Le prove di corrosione in piombo stagnante in condizioni “dissolutive” (550 °C per 4000 ore) hanno mostrato il permanere delle buone proprietà protettive dei rivestimenti di allumina. Particolari campioni in geometria piana sono stati irraggiati con ioni, fino a dosi anche molto elevate, mostrando una progressiva cristallizzazione dei rivestimenti di allumina. Inoltre alcuni campioni irraggiati sono stati sottoposti a prove di corrosione in piombo stagnante a 550 °C per 1000 ore, analoghe alle prove di 4000 ore cui sono stati sottoposti i campioni ‘as deposited’, ottenendo risultati analoghi ai primi e mostrando quindi che l’irraggiamento non pregiudica le buone proprietà protettive dei rivestimenti di allumina. Al fine di valutare gli sforzi all’interfaccia che determinano l’integrità dei rivestimenti, è stato realizzato, collaudato e validato un apparato per la misura degli sforzi residui e del coefficiente di dilatazione termica di film sottili supportati. L’apparato costituisce un’implementazione ottica dello storico metodo di Stoney basato sulla curvatura indotta in un sistema substrato/film dagli sforzi presenti nel film.