Fysikere fra Pacific Northwest National Laboratory og Polytechnic University
Tungsten er et metall med en av de høyestesmeltepunkter, men i sin rene form er den veldig sprø, forklarer forfatterne. Ved å blande wolfram med små mengder andre metaller som nikkel og jern kan man få en legering som er sterkere enn det rene metallet, samtidig som et høyt smeltepunkt opprettholdes.
For ytterligere å øke strekkfasthetenlegeringer, foreslår forskerne å bruke en spesiell metode for varmvalsing. Med den kan du lage spesielle mikrostrukturer inne i legeringen som imiterer perlemor - det indre laget av skjellene til ferskvann og marine bløtdyr. Det er kjent at denne strukturen ikke bare utmerker seg ved vakre mønstre og moduleringer, men gir også skjellene styrke.
Mikrostruktur av naturlig perlemor (øverst) og valset perlemor i wolframlegeringer. Bilde: J. V. Haag IV et al., Scientific Reports
Forskere analyserte "perle"mikrostruktur av legeringer ved bruk av skanningstransmisjonselektronmikroskopi for å observere atferden til atomer. Innenfor den perleskimrende strukturen består den tunge wolframlegeringen av to distinkte faser: en "hard" fase av nesten ren wolfram og en "duktil" fase som inneholder en blanding av nikkel, jern og wolfram.
Forskningsresultater viser at høyStyrken til tungsten tunge legeringer skyldes den utmerkede bindingen mellom ulike faser, inkludert nært beslektede "harde" og "duktile" faser. I sitt arbeid viste forskerne at ved å kontrollere krystallstrukturen, geometrien og den kjemiske sammensetningen til legeringen, er det mulig å skape sterke materialgrensesnitt i tunge wolframlegeringer.
Slike endringer vil forbedre materialdesign ogvil bidra til å lage legeringer sterke nok, holdbare og pålitelige nok til å tåle de enorme temperaturene og eksponeringen for elektromagnetisk stråling inne i en fusjonsreaktor. Forfatterne bemerker at laboratoriene allerede jobber med å lage en prototype reaktorfartøy laget av wolframlegeringer.
Den foreslåtte løsningen er ikke den eneste, ifølge forskererundt om i verden jobber med ulike teknologier for en fusjonsreaktor. For eksempel har Hi-Tech tidligere sagt at russiske forskere fra NRNU MEPhI har utviklet en spesiell loddemetall som øker styrken til en legering av wolfram og stål til lignende formål.
Les mer:
Jordens kjerne vil snart snurre i en annen retning
Se hydrogensuperyachten "fly" over vannet i 75 knop
Melkeveien er unormalt stor for sin galaktiske filament
På omslaget: konstruksjon av ITER-fusjonsreaktoren. Bilde: ITER-organisasjonen