פיזיקאים מהמעבדה הלאומית של צפון מערב פסיפיק ומהאוניברסיטה הפוליטכנית
טונגסטן היא מתכת עם אחד הגבוהים ביותרנקודות התכה, אבל בצורתו הטהורה הוא שביר מאוד, מסבירים המחברים. על ידי ערבוב טונגסטן עם כמויות קטנות של מתכות אחרות כמו ניקל וברזל, ניתן להשיג סגסוגת חזקה יותר מהמתכת הטהורה, תוך שמירה על נקודת התכה גבוהה.
כדי להגביר עוד יותר את חוזק המתיחהסגסוגות, החוקרים מציעים להשתמש בשיטה מיוחדת של גלגול חם. בעזרתו ניתן ליצור בתוך הסגסוגת מבני מיקרו מיוחדים המחקים את אם הפנינה - השכבה הפנימית של קונכיות המים המתוקים והרכיכות הימיות. זה ידוע כי מבנה זה לא רק נבדל על ידי דפוסים יפים ומודולציות, אלא גם נותן את הפגזים כוח.
מיקרו מבנה של אם הפנינה טבעית (למעלה) ואם הפנינה מגולגלת בסגסוגות טונגסטן. תמונה: J. V. Haag IV et al., Scientific Reports
חוקרים ניתחו את "פנינה"מיקרו-מבנה של סגסוגות באמצעות מיקרוסקופיה אלקטרונית שידור סורק כדי לצפות בהתנהגות של אטומים. בתוך מבנה הפנינה, סגסוגת הטונגסטן הכבדה מורכבת משני שלבים נפרדים: שלב "קשה" של טונגסטן כמעט טהור ושלב "רקיע" המכיל תערובת של ניקל, ברזל וטונגסטן.
תוצאות המחקר מראות כי גבוההחוזק של סגסוגות טונגסטן כבדות נובע מהקשר המצוין בין שלבים שונים, כולל שלבים "קשים" ו"רקיעים" הקשורים זה לזה. בעבודתם הראו החוקרים כי באמצעות שליטה במבנה הגבישי, הגיאומטריה וההרכב הכימי של הסגסוגת, ניתן ליצור ממשקי חומרים חזקים בסגסוגות טונגסטן כבדות.
שינויים כאלה ישפרו עיצוב חומרים ויעזור ליצור סגסוגות חזקות מספיק, עמידות ואמינות מספיק כדי לעמוד בטמפרטורות העצומות ובחשיפה לקרינה אלקטרומגנטית בתוך כור היתוך. המחברים מציינים כי המעבדות כבר עובדות על יצירת אב טיפוס של כלי כור העשוי מסגסוגות טונגסטן.
הפתרון המוצע אינו היחיד, על פי מדעניםברחבי העולם עובדים על טכנולוגיות שונות עבור כור היתוך. לדוגמה, היי-טק אמר בעבר כי מדענים רוסים מ-NRNU MEPhI פיתחו הלחמה מיוחדת שמגבירה את החוזק של סגסוגת של טונגסטן ופלדה למטרות דומות.
קרא עוד:
ליבת כדור הארץ תסתובב בקרוב לכיוון אחר
צפו ביאכטת העל מימן 'עפה' מעל המים במהירות 75 קשר
שביל החלב גדול באופן חריג עבור החוט הגלקטי שלו
על הכריכה: בניית כור ההיתוך ITER. תמונה: ארגון ITER