Pacific Northwest National Laboratory 및 Polytechnic University의 물리학자들
텅스텐은 가장 높은 금속 중 하나입니다.융점이 있지만 순수한 형태에서는 매우 부서지기 쉽다고 저자는 설명합니다. 텅스텐에 니켈, 철과 같은 다른 금속을 소량 혼합하면 높은 융점을 유지하면서 순수한 금속보다 더 강한 합금을 얻을 수 있습니다.
인장 강도를 더 높이려면합금, 연구원들은 특별한 열간 압연 방법을 사용할 것을 제안합니다. 이를 통해 담수 및 해양 연체 동물 껍질의 내부 층인 자개를 모방하는 합금 내부에 특수 미세 구조를 만들 수 있습니다. 이 구조는 아름다운 패턴과 변조로 구별될 뿐만 아니라 껍질에 강도를 부여하는 것으로 알려져 있습니다.
천연 자개(위)와 텅스텐 합금의 압연 자개 미세 구조. 이미지: J. V. Haag IV 외, Scientific Reports
연구원들은 '진주'를 분석했습니다.원자의 거동을 관찰하기 위해 주사투과전자현미경을 사용하여 합금의 미세구조를 관찰합니다. 진주광택 구조 내에서 무거운 텅스텐 합금은 거의 순수한 텅스텐의 "경질" 단계와 니켈, 철 및 텅스텐의 혼합물을 포함하는 "연성" 단계라는 두 가지 별개의 단계로 구성됩니다.
연구 결과에 따르면 높은텅스텐 중합금의 강도는 밀접하게 관련된 "경질" 및 "연성" 단계를 포함하여 서로 다른 단계 사이의 우수한 결합에 기인합니다. 그들의 작업에서 연구원들은 합금의 결정 구조, 기하학 및 화학 조성을 제어함으로써 무거운 텅스텐 합금에서 강력한 재료 인터페이스를 생성할 수 있음을 보여주었습니다.
이러한 변화는 머티리얼 디자인을 개선하고핵융합 반응기 내부의 엄청난 온도와 전자기 복사에 대한 노출을 견딜 수 있을 만큼 충분히 강하고 내구성이 있으며 신뢰할 수 있는 합금을 만드는 데 도움이 될 것입니다. 저자들은 실험실이 이미 텅스텐 합금으로 만든 프로토타입 원자로 용기를 만드는 작업을 하고 있다고 지적합니다.
제안된 해결책은 유일한 해결책이 아닙니다.전 세계에서 핵융합로를 위한 다양한 기술을 연구하고 있습니다. 예를 들어, Hi-Tech는 이전에 NRNU MEPhI의 러시아 과학자들이 유사한 목적을 위해 텅스텐과 강철 합금의 강도를 증가시키는 특수 솔더를 개발했다고 말했습니다.
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