બડાઈ મારવીસૌથી વધુ ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓબધા જાણીતા તત્વોમાંથી,ટંગસ્ટનઆત્યંતિક તાપમાન સાથે સંકળાયેલી એપ્લિકેશનો માટે લોકપ્રિય પસંદગી બની છે, સહિતલાઇટબલ્બ ફિલામેન્ટ્સ, આર્ક વેલ્ડીંગ, રેડિયેશન કવચઅને, તાજેતરમાં, જેમપ્લાઝ્મા ફેસિંગ સામગ્રીITER ટોકમાક જેવા ફ્યુઝન રિએક્ટરમાં.

જો કે,ટંગસ્ટનની સહજ બરડપણું, અને માઈક્રોક્રેકીંગ જે એડિટિવ રીતે ઉત્પાદન કરતી વખતે થાય છે (3-ડી પ્રિન્ટીંગ) સાથેદુર્લભ ધાતુ, તેના વ્યાપક દત્તકને અવરોધે છે.

આ માઇક્રોક્રેક્સ કેવી રીતે અને શા માટે રચાય છે તે દર્શાવવા માટે, લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (LLNL) ના વૈજ્ઞાનિકોએ લેસર પાઉડર-બેડ ફ્યુઝન (LPBF) મેટલ 3-D પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન લીધેલા હાઇ-સ્પીડ વીડિયો સાથે થર્મોમેકેનિકલ સિમ્યુલેશનનું સંયોજન કર્યું છે. જ્યારે અગાઉના સંશોધનો બિલ્ડ પછી તિરાડોની તપાસ કરવા માટે મર્યાદિત હતા, ત્યારે વૈજ્ઞાનિકો પ્રથમ વખત ટંગસ્ટનમાં ડક્ટાઇલ-ટુ-બ્રીટલ ટ્રાન્ઝિશન (DBT) ની વાસ્તવિક-સમયમાં કલ્પના કરી શક્યા, જેનાથી તેઓ અવલોકન કરી શક્યા કે કેવી રીતે માઇક્રોક્રેક્સ ધાતુ તરીકે શરૂ થાય છે અને ફેલાય છે. ગરમ અને ઠંડુ. ટીમ માઇક્રોક્રેકીંગની ઘટનાને શેષ તણાવ, તાણ દર અને તાપમાન જેવા ચલો સાથે સહસંબંધ કરવામાં સક્ષમ હતી અને ક્રેકીંગના કારણે DBTની પુષ્ટિ કરી હતી.

સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું કે અભ્યાસ, તાજેતરમાં જર્નલ એક્ટા મટિરિયાલિયામાં પ્રકાશિત થયો હતો અને પ્રતિષ્ઠિત એમઆરએસ બુલેટિનના સપ્ટેમ્બર અંકમાં દર્શાવવામાં આવ્યો હતો, જે ક્રેકીંગ પાછળની મૂળભૂત પદ્ધતિઓનો પર્દાફાશ કરે છે.3-ડી-મુદ્રિત ટંગસ્ટનઅને ધાતુમાંથી ક્રેક-મુક્ત ભાગો બનાવવાના ભાવિ પ્રયાસો માટે આધારરેખા નક્કી કરે છે.

"તેના અનન્ય ગુણધર્મોને કારણે,ટંગસ્ટનડિપાર્ટમેન્ટ ઑફ એનર્જી અને ડિપાર્ટમેન્ટ ઑફ ડિફેન્સ માટે મિશન-વિશિષ્ટ એપ્લિકેશન્સમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવી છે,” સહ-મુખ્ય તપાસનીસ માન્યાલિબો “આઇબો” મેથ્યુઝે જણાવ્યું હતું. “આ કાર્ય નવા એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ પ્રોસેસિંગ પ્રદેશ તરફનો માર્ગ મોકળો કરવામાં મદદ કરે છેટંગસ્ટનજે આ મિશન પર નોંધપાત્ર અસર કરી શકે છે.”

LLNL ના ડાયબ્લો ફિનિટ એલિમેન્ટ કોડનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા તેમના પ્રાયોગિક અવલોકનો અને કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગ દ્વારા, સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું કે ટંગસ્ટનમાં માઇક્રોક્રેકીંગ 450 અને 650 ડિગ્રી કેલ્વિનની વચ્ચેની નાની વિન્ડોમાં થાય છે અને તે સ્ટ્રેઇન રેટ પર આધારિત છે, જે પ્રક્રિયા પરિમાણો દ્વારા સીધી રીતે પ્રભાવિત થાય છે. તેઓ ક્રેક-અસરગ્રસ્ત વિસ્તારના કદ અને ક્રેક નેટવર્ક મોર્ફોલોજીને સ્થાનિક અવશેષ તણાવ સાથે સહસંબંધ કરવામાં પણ સક્ષમ હતા.

લોરેન્સ ફેલો બે વ્રેન્કન, પેપરના મુખ્ય લેખક અને સહ-મુખ્ય તપાસનીશ, પ્રયોગોની રચના અને પ્રદર્શન કર્યું અને મોટાભાગના ડેટા વિશ્લેષણ પણ હાથ ધર્યા.

"મેં ધારણા કરી હતી કે ટંગસ્ટન માટે ક્રેકીંગમાં વિલંબ થશે, પરંતુ પરિણામો મારી અપેક્ષાઓ કરતાં મોટા પ્રમાણમાં વધી ગયા," વ્રેન્કને કહ્યું. “થર્મોમિકેનિકલ મોડેલે અમારા તમામ પ્રાયોગિક અવલોકનો માટે સમજૂતી પૂરી પાડી હતી, અને બંને ડીબીટીની તાણ દર નિર્ભરતાને મેળવવા માટે પૂરતી વિગતવાર હતી. આ પદ્ધતિ સાથે, અમારી પાસે ટંગસ્ટનના LPBF દરમિયાન ક્રેકીંગને દૂર કરવા માટે સૌથી અસરકારક વ્યૂહરચના નક્કી કરવા માટે એક ઉત્તમ સાધન છે.”

સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું કે આ કાર્ય ક્રેક રચના પર પ્રક્રિયાના પરિમાણો અને મેલ્ટ ભૂમિતિના પ્રભાવની વિગતવાર, મૂળભૂત સમજ પ્રદાન કરે છે અને ટંગસ્ટન સાથે મુદ્રિત ભાગોની માળખાકીય અખંડિતતા પર સામગ્રીની રચના અને પ્રીહિટીંગની અસર દર્શાવે છે. ટીમે તારણ કાઢ્યું હતું કે અમુક એલોય તત્વો ઉમેરવાથી DBT સંક્રમણ ઘટાડવામાં અને મેટલને મજબૂત બનાવવામાં મદદ મળી શકે છે, જ્યારે પ્રીહિટીંગ માઇક્રોક્રેકીંગને ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે.

ટીમ હાલની ક્રેક-મિટીગેશન તકનીકોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે પરિણામોનો ઉપયોગ કરી રહી છે, જેમ કે પ્રક્રિયા અને એલોય ફેરફારો. તારણો, અભ્યાસ માટે વિકસિત ડાયગ્નોસ્ટિક્સ સાથે, લેબોરેટરીના 3-D પ્રિન્ટિંગ ક્રેક-ફ્રી ટંગસ્ટન ભાગોના અંતિમ ધ્યેય માટે નિર્ણાયક હશે જે આત્યંતિક વાતાવરણનો સામનો કરી શકે છે, સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું.