Fysikere fra Pacific Northwest National Laboratory og Polytechnic University
Wolfram er et metal med en af de højestesmeltepunkter, men i sin rene form er den meget skør, forklarer forfatterne. Ved at blande wolfram med små mængder af andre metaller som nikkel og jern kan man opnå en legering, der er stærkere end det rene metal, samtidig med at et højt smeltepunkt bevares.
For yderligere at øge trækstyrkenlegeringer, foreslår forskerne at bruge en særlig metode til varmvalsning. Med dens hjælp er det muligt at skabe specielle mikrostrukturer inde i legeringen, der efterligner perlemor - det indre lag af ferskvands- og havbløddyrsskaller. Det er kendt, at denne struktur ikke kun er kendetegnet ved smukke mønstre og moduleringer, men giver også skallerne styrke.
Mikrostruktur af naturlig perlemor (øverst) og valset perlemor i wolframlegeringer. Billede: J. V. Haag IV et al., Scientific Reports
Forskere analyserede "perle"mikrostruktur af legeringer ved hjælp af scanningstransmissionselektronmikroskopi til at observere atomers opførsel. Inden for den perlemorsagtige struktur består den tunge wolframlegering af to adskilte faser: en "hård" fase af næsten ren wolfram og en "duktil" fase indeholdende en blanding af nikkel, jern og wolfram.
Forskningsresultater viser, at højStyrken af tungsten tunge legeringer skyldes den fremragende binding mellem uens faser, herunder nært beslægtede "hårde" og "duktile" faser. I deres arbejde viste forskerne, at ved at kontrollere legeringens krystalstruktur, geometri og kemiske sammensætning er det muligt at skabe stærke materialegrænseflader i tunge wolframlegeringer.
Sådanne ændringer vil forbedre materialedesign ogvil hjælpe med at skabe legeringer, der er stærke nok, holdbare og pålidelige nok til at modstå de enorme temperaturer og udsættelse for elektromagnetisk stråling inde i en fusionsreaktor. Forfatterne bemærker, at laboratorierne allerede arbejder på at skabe en prototype reaktorbeholder lavet af wolframlegeringer.
Den foreslåede løsning er ikke den eneste, videnskabsmænd pårundt om i verden arbejder på forskellige teknologier til en fusionsreaktor. For eksempel har Hi-Tech tidligere sagt, at russiske forskere fra NRNU MEPhI har udviklet et specielt loddemiddel, der øger styrken af en legering af wolfram og stål til lignende formål.
Læs mere:
Jordens kerne vil snart dreje i en anden retning
Se brint-superyachten 'flyve' over vandet i 75 knob
Mælkevejen er unormalt stor for sin galaktiske filament
På forsiden: konstruktion af ITER-fusionsreaktoren. Billede: ITER Organisation