فيزيائيون من مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني وجامعة البوليتكنيك
التنغستن معدن له واحد من أعلى المعدلاتنقاط الانصهار ، لكنها في شكلها النقي هشة للغاية ، كما يوضح المؤلفان. عن طريق خلط التنغستن بكميات صغيرة من المعادن الأخرى مثل النيكل والحديد ، يمكن الحصول على سبيكة أقوى من المعدن النقي ، مع الحفاظ على نقطة انصهار عالية.
لزيادة قوة الشديقترح الباحثون استخدام السبائك بطريقة خاصة للدرفلة على الساخن. بمساعدتها ، من الممكن إنشاء هياكل دقيقة خاصة داخل السبيكة تقلد عرق اللؤلؤ - الطبقة الداخلية من المياه العذبة وأصداف الرخويات البحرية. من المعروف أن هذا الهيكل لا يتميز فقط بالأنماط والتشكيلات الجميلة ، ولكنه يمنح الأصداف أيضًا قوة.
بنية مجهرية من عرق اللؤلؤ الطبيعي (علوي) وعرق اللؤلؤ الملفوف في سبائك التنجستن. الصورة: J.V. Haag IV et al.، Scientific Reports
قام الباحثون بتحليل "اللؤلؤ"البنية المجهرية للسبائك باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح لمراقبة سلوك الذرات. داخل الهيكل اللؤلؤي، تتكون سبيكة التنغستن الثقيلة من مرحلتين متميزتين: مرحلة "صلبة" من التنغستن النقي تقريبًا ومرحلة "مطيلة" تحتوي على خليط من النيكل والحديد والتنغستن.
تظهر نتائج البحث أن عاليةترجع قوة سبائك التنغستن الثقيلة إلى الترابط الممتاز بين الأطوار غير المتشابهة ، بما في ذلك المراحل "الصلبة" و "الدكتايل" ذات الصلة الوثيقة. أظهر الباحثون في عملهم أنه من خلال التحكم في التركيب البلوري ، والهندسة ، والتركيب الكيميائي للسبيكة ، من الممكن إنشاء واجهات قوية للمواد في سبائك التنجستن الثقيلة.
ستعمل هذه التغييرات على تحسين التصميم المادي وسيساعد في إنشاء سبائك قوية ومتينة وموثوقة بدرجة كافية لتحمل درجات الحرارة الهائلة والتعرض للإشعاع الكهرومغناطيسي داخل مفاعل الاندماج. لاحظ المؤلفون أن المختبرات تعمل بالفعل على إنشاء وعاء مفاعل نموذجي مصنوع من سبائك التنجستن.
يقول العلماء إن الحل المقترح ليس هو الوحيدحول العالم يعملون على تقنيات مختلفة لمفاعل الاندماج. على سبيل المثال ، قال Hi-Tech سابقًا أن العلماء الروس من NRNU MEPhI طوروا لحامًا خاصًا يزيد من قوة سبيكة التنجستن والصلب لأغراض مماثلة.
قراءة المزيد:
ستدور نواة الأرض قريبًا في اتجاه مختلف
شاهد يخت الهيدروجين العملاق "يطير" فوق الماء بسرعة 75 عقدة
مجرة درب التبانة كبيرة بشكل غير طبيعي بسبب خيوطها المجرية
على الغلاف: بناء مفاعل الاندماج ITER. الصورة: منظمة ITER