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Addbor N25

Addnorth

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Ein innovativer, mit Borkarbid dotierter Glühfaden, der in der Lage ist, Neutronen zu absorbieren und als Strahlenschutzschild zu wirken.

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Addnorth ist ein schwedischer Hersteller von 3D-Druckfilamenten, der für die Produktion von sehr hochwertigen Filamenten bekannt ist, sowie für die starke Entwicklung von Materialien für wissenschaftliche und technische Anwendungen.

Addbor N25 ist ein einzigartiges Material, das in Zusammenarbeit mit der Firma Additive Composite aus Uppsala entwickelt wurde. Es handelt sich um einen Verbundwerkstoff, der aus einer Polyamidmatrix besteht, die mit 25 Gew.-% Borkarbid (13 Vol.-%) gefüllt ist.

Borkarbid, oder schwarzer Diamant, hat eine Härte von 9,3 Mohs, eine der höchsten und nahe der Härte von Diamant. Seine Härte ist jedoch nicht seine wichtigste Eigenschaft, sondern es zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, Neutronen zu absorbieren, ohne langlebige Radioisotope zu bilden. Dies macht es zu einem der effizientesten Absorber von Neutronenstrahlung, der häufig in der Strahlenabschirmung von Kernreaktoren eingesetzt wird.

Die Basis von Addbor N25 besteht aus einem Co-Polyamid, das speziell formuliert wurde, um den 3D-Druck des Materials zu erleichtern, da es eine sehr geringe Schrumpfung aufweist. Diese geringe Schrumpfung beim Druck ermöglicht sehr geringe Maßtoleranzen und hohe Präzision. Darüber hinaus verleiht die Verwendung einer Polyamidbasis dem Material eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit sowie die Fähigkeit, kontinuierlich bei Temperaturen über 100 ºC zu arbeiten.

Propiedades Addbor N25

Bild 1: Eigenschaften von Addbor N25. Quelle: Addnorth

Dadurch ermöglicht Addbor N25 die Herstellung komplexer Teile, die nicht nur in der Lage sind, Neutronenstrahlung zu absorbieren, sondern auch unter den anspruchsvollsten Bedingungen zu arbeiten.

Dicke (mm)Dämpfungslänge (mm) ( für 1/e)DämpfungÜbertragung
0.5 0.9 1.7 0.570
1.0 0.9 3.0 0.332
2.0 0.9 9.7 0.110
5.0 0.9 260.0 3.8 x 10-3
10.0 0.9 6.8 x 104 1.5 x 10-5
15.0 0.9 1.7 x 107 5.6 x 10-8
Tabelle 1: Dämpfungsfaktoren von Addbor N25 gegen thermische Neutronenstrahlung (V=2200 m/s, λ=1,8 Å) für 100% gefüllte Druckteile.

Darüber hinaus kann die Kunststoffmatrix bei hochenergetischer Strahlung als nuklearer Moderator wirken, die Neutronengeschwindigkeit reduzieren und die Leistungsfähigkeit des Materials verbessern.

Für bestimmte Anwendungen kann es sinnvoll sein, Schwermetallelemente einzubauen, um die erzeugte Gammastrahlung abzuschirmen, sowohl von außen als auch durch die Neutronenabsorption des Materials.

Zu den möglichen Anwendungen gehören die Herstellung von Schutzelementen in Forschungsumgebungen sowie in der Nuklear- oder Medizinindustrie, wie z. B. Kameragehäuse und Inspektionsgeräte, Blenden und Blocker für Strahlenbündel in Röntgen- und Synchrotronanlagen, Strukturbauteile...

Aus all diesen Gründen ist Addbor N25 ein einzigartiges 3D-Druckmaterial mit großem Potenzial in der Teilchenphysikforschung sowie in der Nuklear- und Medizinindustrie.

Bruchdehnung (%) 25
Zugfestigkeit (MPa) 50
Zugspannungsmodul (MPa) 1460
Biegefestigkeit (MPa) 52
Biegemodul (MPa) 1425
Erweichungstemperatur (ºC) 100

Ficha Técnica Addbor N25

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