Ang brittle nga materyal gipatig-a: Tungsten-fibre-reinforced tungsten

Ang Tungsten ilabinang angay isip materyal alang sa mga bahin sa sudlanan nga adunay taas nga gibug-aton nga nagsakup sa usa ka mainit nga fusion plasma, kini ang metal nga adunay labing taas nga punto sa pagkatunaw. Ang usa ka disbentaha, bisan pa, mao ang pagkabuak niini, nga sa ilawom sa tensiyon makapahuyang kini ug dali nga madaot. Usa ka nobela, mas lig-on nga compound nga materyal nahimo na karon sa Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) sa Garching. Kini naglangkob sa homogenous nga tungsten nga adunay sapaw nga tungsten wires nga gisukip. Gipakita sa usa ka feasibility study ang batakang kaangayan sa bag-ong compound.

Ang katuyoan sa panukiduki nga gihimo sa IPP mao ang paghimo og usa ka planta sa kuryente nga, sama sa adlaw, nagkuha og kusog gikan sa pagsagol sa atomic nuclei. Ang gigamit nga sugnod usa ka low-density nga hydrogen plasma. Aron masunog ang fusion fire ang plasma kinahanglan nga ibutang sa magnetic field ug ipainit sa taas nga temperatura. Sa kinauyokan nga 100 ka milyon nga degree ang nakab-ot. Ang Tungsten usa ka maayo kaayo nga metal ingon nga materyal alang sa mga sangkap nga direkta nga kontak sa init nga plasma. Gipakita kini sa halapad nga imbestigasyon sa IPP. Usa ka hangtod karon wala masulbad nga problema, bisan pa, mao ang brittleness sa materyal: Tungsten mawad-an sa iyang katig-a ubos sa power plant nga kondisyon. Ang lokal nga kapit-os - tensiyon, pag-inat o pressure - dili mapapas sa materyal nga gamay nga paghatag. Naporma hinuon ang mga liki: Busa sensitibo kaayo ang mga component sa lokal nga overloading.

Mao nga ang IPP nangita alang sa mga istruktura nga makahimo sa pag-apod-apod sa lokal nga tensiyon. Ang fiber-reinforced ceramics nagsilbing mga modelo: Pananglitan, ang brittle silicon carbide gihimo nga lima ka pilo nga mas gahi kung gipalig-on sa silicon carbide fibers. Human sa pipila ka pasiuna nga mga pagtuon IPP siyentista Johann Riesch mao ang sa pag-imbestigar kon susama nga pagtambal mahimo sa pagtrabaho uban sa tungsten metal.

Ang unang lakang mao ang paghimo sa bag-ong materyal. Ang usa ka tungsten matrix kinahanglan nga palig-onon sa adunay sapaw nga taas nga mga lanot nga gilangkoban sa extruded tungsten wire nga nipis sama sa buhok. Ang mga alambre, nga orihinal nga gituyo ingon mga masanag nga filament alang sa mga bombilya, diin gihatag sa Osram GmbH. Ang lainlaing mga materyales alang sa pag-coat niini gisusi sa IPP, lakip ang erbium oxide. Ang bug-os nga adunay sapaw nga mga lanot sa tungsten dayon gidugtong, parehas o gisapid. Aron pun-on ang mga kal-ang tali sa mga wire nga adunay tungsten si Johann Riesch ug ang iyang mga kauban sa trabaho nagpalambo sa usa ka bag-ong proseso kauban ang English nga kauban sa industriya nga Archer Technicoat Ltd. Ang malumo nga pamaagi sa paghimo sa compound nakit-an: Ang tungsten gibutang sa mga wire gikan sa usa ka gas nga sagol pinaagi sa pagpadapat sa proseso sa kemikal sa kasarangan nga temperatura. Kini ang unang higayon nga ang tungsten-fibre-reinforced nga tungsten malampuson nga nahimo, uban ang gitinguha nga resulta: Ang pagkagahi sa bali sa bag-ong compound mi-triple kalabot sa fiberless tungsten human sa unang mga pagsulay.

Ang ikaduhang lakang mao ang pag-imbestigar kung giunsa kini paglihok: Ang mahukmanon nga hinungdan napamatud-an nga ang mga lanot nga tulay sa mga liki sa matrix ug mahimong mag-apod-apod sa lokal nga paglihok nga kusog sa materyal. Dinhi ang mga interface tali sa mga lanot ug sa tungsten matrix, sa usa ka bahin, kinahanglan nga huyang nga igo aron mahatag kung maporma ang mga liki ug, sa pikas, lig-on nga ipasa ang puwersa tali sa mga lanot ug matrix. Sa mga pagsulay sa pagduko mahimo kini nga maobserbahan direkta pinaagi sa X-ray microtomography. Gipakita niini ang sukaranan nga pag-obra sa materyal.

Ang mahukmanon alang sa pagkamapuslanon sa materyal, bisan pa, mao nga ang gipauswag nga kalig-on gipadayon kung kini gigamit. Gisusi kini ni Johann Riesch pinaagi sa pag-imbestigar sa mga sampol nga nadaot sa naunang thermal treatment. Kung ang mga sample gipailalom sa synchrotron radiation o gibutang sa ilawom sa mikroskopyo sa elektron, ang pag-inat ug pagyukbo niini gipamatud-an usab sa kini nga kaso ang pag-ayo nga mga kabtangan sa materyal: Kung ang matrix mapakyas kung gi-stress, ang mga lanot makahimo sa pagdugtong sa mga liki nga nahitabo ug gipugngan sila.

Ang mga prinsipyo sa pagsabot ug paghimo sa bag-ong materyal nahusay na. Ang mga sampol karon himuon sa ilawom sa gipaayo nga mga kondisyon sa proseso ug adunay na-optimize nga mga interface, kini ang kinahanglanon alang sa dinagkong produksiyon. Ang bag-ong materyal mahimo usab nga interes sa gawas sa natad sa panukiduki sa fusion.


Oras sa pag-post: Dis-02-2019