Fizycy z Pacific Northwest National Laboratory i Politechniki
Wolfram jest metalem o jednym z najwyższychtemperatury topnienia, ale w czystej postaci jest bardzo kruchy, wyjaśniają autorzy. Mieszając wolfram z niewielkimi ilościami innych metali, takich jak nikiel i żelazo, można uzyskać stop, który jest mocniejszy niż czysty metal, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej temperatury topnienia.
Aby jeszcze bardziej zwiększyć wytrzymałość na rozciąganiestopów, naukowcy sugerują zastosowanie specjalnej metody walcowania na gorąco. Dzięki niemu można tworzyć wewnątrz stopu specjalne mikrostruktury imitujące macicę perłową – wewnętrzną warstwę muszli mięczaków słodkowodnych i morskich. Wiadomo, że struktura ta nie tylko wyróżnia się pięknymi wzorami i modulacjami, ale także nadaje muszlom wytrzymałość.
Mikrostruktura naturalnej masy perłowej (u góry) i walcowanej masy perłowej w stopach wolframu. Zdjęcie: J. V. Haag IV i in., Raporty naukowe
Naukowcy przeanalizowali „perłę”mikrostrukturę stopów z wykorzystaniem skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej do obserwacji zachowania atomów. W strukturze perłowej ciężki stop wolframu składa się z dwóch odrębnych faz: fazy „twardej” składającej się z prawie czystego wolframu i fazy „ciągliwej” zawierającej mieszaninę niklu, żelaza i wolframu.
Wyniki badań pokazują, że wysokieWytrzymałość stopów ciężkich wolframu wynika z doskonałego wiązania między różnymi fazami, w tym blisko spokrewnionymi fazami „twardymi” i „plastycznymi”. W swojej pracy naukowcy wykazali, że kontrolując strukturę krystaliczną, geometrię i skład chemiczny stopu, możliwe jest tworzenie silnych interfejsów materiałowych w ciężkich stopach wolframu.
Takie zmiany poprawią projektowanie materiałów ipomoże stworzyć stopy wystarczająco mocne, trwałe i niezawodne, aby wytrzymać ogromne temperatury i narażenie na promieniowanie elektromagnetyczne wewnątrz reaktora termojądrowego. Autorzy zauważają, że w laboratoriach już trwają prace nad stworzeniem prototypowego zbiornika reaktora wykonanego ze stopów wolframu.
Proponowane rozwiązanie nie jest jedyne, o czym informują naukowcyna całym świecie pracują nad różnymi technologiami reaktora termojądrowego. Na przykład Hi-Tech powiedział wcześniej, że rosyjscy naukowcy z NRNU MEPhI opracowali specjalny lut, który zwiększa wytrzymałość stopu wolframu i stali do podobnych celów.
Czytaj więcej:
Jądro Ziemi wkrótce zacznie obracać się w innym kierunku
Zobacz, jak superjacht wodorowy „przelatuje” nad wodą z prędkością 75 węzłów
Droga Mleczna jest nienormalnie duża jak na swoje galaktyczne włókno
Na okładce: budowa reaktora termojądrowego ITER. Zdjęcie: Organizacja ITER