A Pacific Northwest National Laboratory és a Polytechnic University fizikusai
A volfrám az egyik legmagasabb fémolvadáspontja, de tiszta formájában nagyon törékeny – magyarázzák a szerzők. A volfrám kis mennyiségű más fémmel, például nikkellel és vassal való összekeverésével olyan ötvözet állítható elő, amely erősebb, mint a tiszta fém, miközben magas olvadáspontja megmarad.
A szakítószilárdság további növeléséreötvözetek, a kutatók speciális meleghengerlési módszer alkalmazását javasolják. Segítségével az ötvözet belsejében speciális mikrostruktúrákat lehet létrehozni, amelyek gyöngyházat imitálnak - az édesvízi és tengeri puhatestű kagylók belső rétegét. Köztudott, hogy ezt a szerkezetet nemcsak gyönyörű minták és modulációk különböztetik meg, hanem erőt is ad a kagylóknak.
Természetes gyöngyház (felső) és hengerelt gyöngyház mikroszerkezete volfrámötvözetekben. Kép: J. V. Haag IV et al., Scientific Reports
A kutatók elemezték a "gyöngyöt"ötvözetek mikroszerkezete pásztázó transzmissziós elektronmikroszkóppal az atomok viselkedésének megfigyelésére. A gyöngyházfényű szerkezeten belül a nehéz volfrámötvözet két különálló fázisból áll: egy majdnem tiszta wolfram „kemény” fázisból és egy nikkel, vas és volfrám keverékét tartalmazó „gömbölyű” fázisból.
A kutatási eredmények azt mutatják, hogy magasA nehéz volfrámötvözetek szilárdsága a különböző fázisok közötti kiváló kötésnek köszönhető, beleértve a szorosan kapcsolódó "kemény" és "képlékeny" fázisokat. A kutatók munkájuk során kimutatták, hogy az ötvözet kristályszerkezetének, geometriájának és kémiai összetételének szabályozásával erős anyagi határfelületek hozhatók létre nehéz volfrámötvözetek esetében.
Az ilyen változtatások javítják az anyagtervezést éssegít olyan ötvözetek létrehozásában, amelyek elég erősek, tartósak és elég megbízhatóak ahhoz, hogy ellenálljanak a fúziós reaktoron belüli óriási hőmérsékleteknek és az elektromágneses sugárzásnak való kitettségnek. A szerzők megjegyzik, hogy a laboratóriumok már dolgoznak egy wolframötvözetekből készült reaktortartály prototípusának megalkotásán.
A tudósok szerint nem a javasolt megoldás az egyetlenszerte a világon dolgoznak a fúziós reaktor különféle technológiáin. Például a Hi-Tech korábban azt mondta, hogy az NRNU MEPhI orosz tudósai egy speciális forrasztóanyagot fejlesztettek ki, amely hasonló célokra növeli a volfrám és acél ötvözetének szilárdságát.
Olvass tovább:
A Föld magja hamarosan más irányba fog forogni
Nézze meg, ahogy a hidrogén-szuperjacht 75 csomós sebességgel "repül" a víz felett
A Tejútrendszer abnormálisan nagy a galaktikus filamentumához képest
A borítón: az ITER fúziós reaktor építése. Kép: ITER szervezet