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Incontri su Horizon 2020
ATTIVITA’ DI RICERCA E SVILUPPO
DELLA FN SPA
Enrica Ghisolfi
C.R. ENEA Saluggia, 2 ottobre 2013
FN SpA
FN SpA (98.65 % ENEA).
Possiede un passato nucleare (fabbricazione
elementi di combustibile per centrali nucleari
italiane ed estere), ora si occupa di attività
di ricerca e sviluppo nei seguenti ambiti:
-Compositi a matrice ceramica
-Materiali ceramici avanzati e metalli
-Brasature speciali (per ITER)
-Biomasse/Biogas
-Produzione di H2 assistita da energia solare
-Magneti permanenti e dolci
-Celle a combustibile ad alta temperatura
-Sviluppo di nuove tecnologie e di prototipi
-Analisi di laboratorio anche conto terzi
per i settori della fissione/fusione nucleare,
dell’aerospazio,
dell’energia e dei nuovi
materiali.
www.fnspa.com
LA STRUTTURA ORGANIZZATIVA DELLA FN SPA
PRESIDENTE E AMMINISTRATORE DELEGATO
Stefania Baccaro
CONSIGLIERE CON DELEGA TECNICA ALLE
ATTIVITA’ TECNICO-GESTIONALI
CONSIGLIERE CON DELEGA TECNICA
ALLE ATTIVITA’ SULLA FUSIONE
NUCLEARE
Vincenzo Cincotti
Assicurazione
Qualità
Aldo Pizzuto
Gestione
Rifiuti
SPP
STAFF Amministrativo-gestionale
Segreteria di Direzione
Rilevazione ore personale
Servizi generali
Acquisti
Amministrazione e controllo gestione
Segreteria Tecnica/Archivio
Gestione Servizi in outsourcing
Materiali ceramici e compositi
Celle a combustibile ad alta
temperatura
Ottenimento di H2 con
catalizzatori
Magneti permanenti
Area sperimentazione e
dimostrazione
LAM
LAC
UTR
AP
Laboratorio
Metrologico e
prove
tecnologiche
Lab. materiali
compositi e
gestione
impianto CVI
Ufficio Tecnico
e Officina e
sviluppo
processi
Attività
progettuali
COMPOSITI A MATRICE CERAMICA
FN dispone di impianti per Polymer Infiltration and Pyrolysis (PIP) e
Chemical Vapour Infiltration (CVI) con i quali sviluppa e realizza compositi a
matrice ceramica (del tipo Cf/C, SiCf/SiC e Cf/SiC) da impiegare in
applicazioni in condizioni estreme (aerospazio, fusione nucleare, aeronautica,
automotive, etc.). FN è qualificata in EFDA e partecipa ad ASA 2.
Realizzazione pre-forme in autoclave
Interfase di C o
SiC realizzata
via CVI
Forno FN per PIP
Polymer Infiltration and Pyrolysis
(PIP)
Impianto FN per CVI
Chemical Vapour Infiltration
(CVI)
ALCUNI ESEMPI DI APPLICAZIONI DEI COMPOSITI A MATRICE
CERAMICA
Grazie alle loro proprietà, i compositi a matrice
ceramica possono essere impiegati in ambienti ostili
ed in condizioni estreme.
matrice
fibra
matrice
interfase
Tubo di scarico in Cf/SiC
per auto di F1
Meccanismo di tenacizzazione dei compositi a matrice
ceramica e comportamento meccanico
tensione
Innesco cricche nella matrice
deformazione
Multistrato di SiCf/SiC per
fusione nucleare
ALCUNI ESEMPI DI APPLICAZIONI DEI COMPOSITI A MATRICE
CERAMICA
Distribuzione della
temperatura nel
cono (K). Fonte:
CIRA
“Nose cone” per un velivolo senza uomini a bordo
(CIRA, Centro Italiano Ricerche Aerospaziali)
MATERIALI CERAMICI E METALLICI
Formatura in plastico di compound a base di ceramici (Al2O3, LiALO2, SiC) e metalli
(NdFeB) e successiva estrusione/stampaggio ad iniezione in forme anche complesse.
Campioni stampati in Al2O3
Compounding
Tubo in SiC durante la
fase di estrusione
Forno di
sinterizzazione
Microstruttura al SEM di
carburo di silicio (1000 X)
PARTECIPAZIONE A PROGETTI DI RICERCA NAZIONALI ED
INTERNAZIONALI
FN ha sviluppato, in collaborazione con ENEA, il
processo di casting del Cu su W per la
realizzazione di componenti ad alto flusso
termico destinati al divertore dell’impianto a
fusione nucleare ITER
FN è fornitore qualificato di Ansaldo
Nucleare.
Brasatura(W+Cu) – CuCrZr per il casting e lavorazioni
meccaniche su tegole in W nell’ambito delle attività
previste per la realizzazione di mock-up per il
Divertore di ITER. In collaborazione con ENEA, la
capacità di fornitura di FN per Ansaldo Nucleare
consiste in:
•qualifica del processo
•esecuzione del casting
•controlli UT
•lavorazioni finali
•emissione certificati.
Mock-up
Componente in W/Cu
ATTIVITA’ FN NELL’AMBITO DELLA RICERCA DI SISTEMA
ELETTRICO – PAR 2012
FN SpA è coinvolta nelle seguenti tematiche di ricerca:
Sviluppo e diffusione dell’uso delle fonti rinnovabili:
Energia elettrica da biomasse
Energia Nucleare (ambito fissione)
Energia Nucleare (ambito fusione)
MAGNETI PERMANENTI E SOFT
Plasto - neodimio
Nd2Fe14B
Microstruttura al SEM 100 X
Isteresigrafo
Sviluppo
magneti soft
per INFN
(Apollo)
Linea per la realizzazione, magnetizzazione e caratterizzazione di plasto-magneti
permanenti duri (NdFeB) (Collaborazione Politecnico Torino); progetto interpolo
MITERI su sviluppo magneti permanenti e soft per impieghi motoristici.
PARTECIPAZIONE A PROGETTI DI RICERCA NAZIONALI ED
INTERNAZIONALI E PRINCIPALI COLLABORAZIONI
Progetto EFESO (Industria 2015), capofila MTS
produzione di un microgeneratore a celle a combustible di taglia 0,5-1,5 kW con
basse emissioni specifiche.
Progetto METISOL (finanz. dal MATT), capofila Centro Ricerche FIAT
produzione di miscele metano-idrogeno (idrometano) mediante energia solare da
impiegare come combustibile per automezzi.
Progetto MANUNET (finanz. europeo), capofila FN
sviluppo di un’ENERGY BOX: un sistema combinato calore e potenza (Combined
Heat Power) nel range di potenza 1-5 kWe capace di produrre potenza elettrica e
calore ad alta temperature (per riscaldamento e condizionamento) con celle SOFC..
Progetto STEPS II (finanz. Regione Piemonte), capofila Thales Alenia Space
Italia
Sviluppo materiali ablativi per impieghi aerospaziali.
Partecipazione ad ASA 2 come fornitore qualificato di DIAEE (La Sapienza Roma)
Sviluppo materiali compositi per impieghi aerospaziali.
Attività di ricerca per INFN su sviluppo di magneti soft (es. CERN)
Partecipazione a Poli di Innovazione Regione Piemonte con diversi progetti.
ANALISI FISICO-CHIMICHE-STRUTTURALI
GC/MS
XRD
Strumenti:
•SEM: caratterizzazione
strutturale
•XRD:
cristallografica
micro
caratterizzazione
•POROSIMETRO A MERCURIO:
Dimensione media e distribuzione
dei pori, volume dei pori (%
porosità aperte)
•BET: adsorbimento di azoto,
calcolo secondo il modell BET
•GC/MS: Composizione chimica di
gas e vapori
SEM
BET
POROSIMETRO A Hg
LABORATORIO METROLOGICO E PROVE TECNOLOGICHE
• Tarature strumentazioni per
controlli dimensionali
DUROMETRO
INSTRON
• INSTRON: Prove di trazione,
compressione, flessione,
resistenza a carico statico,
resistenza a taglio interlaminare;
• DUROMETRO: Durezze in scale
Rockwell, Vickers, Brinell
• ROTONDIMETRO: sfericità,
planarità e coassialità
• ISTERISIGRAFO: Misura del
ciclo di isteresi magnetica
ISTERISIGRAFO
ROTONDIMETRO
ALCUNI RIFERIMENTI
PRE/AD Dr.ssa STEFANIA BACCARO
[email protected]
Resp. LAC Ing. E. Ferrari
[email protected]
Resp. LAM e ASQ Dr.ssa E. Ghisolfi
[email protected]
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