Պարծենալովհալման և եռման ամենաբարձր կետերըբոլոր հայտնի տարրերից,վոլֆրամդարձել է հայտնի ընտրություն ծայրահեղ ջերմաստիճանների կիրառման համար, ներառյալլամպի թելեր, աղեղային զոդում, ճառագայթային պաշտպանությունիսկ վերջերս, ինչպեսպլազմային երեսպատման նյութմիաձուլման ռեակտորներում, ինչպիսին է ITER Tokamak-ը:

Այնուամենայնիվ,վոլֆրամի բնորոշ փխրունությունըև միկրոկրեկինգը, որը տեղի է ունենում հավելումներով արտադրության ժամանակ (3-D տպագրություն) հետհազվագյուտ մետաղ, խոչընդոտել է դրա համատարած ընդունումը։

Բնութագրելու համար, թե ինչպես և ինչու են ձևավորվում այս միկրոճաքերը, Լոուրենս Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայի (LLNL) գիտնականները համատեղել են ջերմամեխանիկական սիմուլյացիաները բարձր արագությամբ տեսահոլովակների հետ, որոնք արվել են լազերային փոշի-մահճակալի միաձուլման (LPBF) մետաղի 3-D տպագրության գործընթացում: Մինչդեռ նախորդ հետազոտությունները սահմանափակվում էին կառուցումից հետո ճաքերի ուսումնասիրությամբ, գիտնականներն առաջին անգամ կարողացան պատկերացնել ճկուն-փխրուն անցումը (DBT) վոլֆրամում իրական ժամանակում՝ թույլ տալով նրանց դիտարկել, թե ինչպես են միկրոճաքերը առաջանում և տարածվում որպես մետաղ: ջեռուցվում և հովացվում է: Թիմը կարողացել է փոխկապակցել միկրոկրեկինգի երևույթը այնպիսի փոփոխականների հետ, ինչպիսիք են մնացորդային սթրեսը, լարվածության արագությունը և ջերմաստիճանը, և հաստատել, որ DBT-ն առաջացրել է ճաքը:

Հետազոտողները ասում են, որ ուսումնասիրությունը, որը վերջերս հրապարակվել է Acta Materialia ամսագրում և ներկայացված է հեղինակավոր MRS Bulletin-ի սեպտեմբերյան համարում, բացահայտում է կոտրման հիմքում ընկած հիմնարար մեխանիզմները:3-D տպագրված վոլֆրամև հիմք է դնում մետաղից առանց ճաքերի մասեր արտադրելու հետագա ջանքերի համար:

«Իր յուրահատուկ հատկությունների պատճառով.վոլֆրամնա նշանակալի դեր է խաղացել էներգետիկայի և պաշտպանության նախարարության առաքելություններին հատուկ հայտերում», - ասել է գլխավոր քննիչ Մանալիբո «Իբո» Մեթյուզը: «Այս աշխատանքը օգնում է ճանապարհ հարթել դեպի նոր հավելանյութերի արտադրության վերամշակման տարածքվոլֆրամդա կարող է էական ազդեցություն ունենալ այս առաքելությունների վրա»:

Իրենց փորձարարական դիտարկումների և հաշվողական մոդելավորման միջոցով, որոնք իրականացվել են LLNL-ի Diablo վերջավոր տարրերի ծածկագրի միջոցով, հետազոտողները պարզել են, որ վոլֆրամի միկրոճեղքը տեղի է ունենում 450-ից 650 աստիճան Կելվինի միջակայքում գտնվող փոքր պատուհանում և կախված է լարվածության արագությունից, որն ուղղակիորեն ազդում է գործընթացի պարամետրերից: Նրանք նաև կարողացան փոխկապակցել ճաքից տուժած տարածքի չափը և ճաքերի ցանցի մորֆոլոգիան տեղական մնացորդային սթրեսների հետ:

Լոուրենս Ֆելո Բեյ Վրանկենը, թերթի գլխավոր հեղինակը և համահեղինակ քննիչը, նախագծել և կատարել է փորձերը, ինչպես նաև կատարել է տվյալների վերլուծության մեծ մասը:

«Ես ենթադրել էի, որ վոլֆրամի ճեղքումը հետաձգվելու է, բայց արդյունքները զգալիորեն գերազանցեցին իմ սպասելիքները», - ասաց Վրանկենը: «Ջերմամեխանիկական մոդելը բացատրություն տվեց մեր բոլոր փորձարարական դիտարկումների համար, և երկուսն էլ բավական մանրամասն էին, որպեսզի ֆիքսեն DBT-ի լարվածության արագության կախվածությունը: Այս մեթոդով մենք ունենք հիանալի գործիք՝ վոլֆրամի LPBF-ի ժամանակ ճաքերը վերացնելու ամենաարդյունավետ ռազմավարությունները որոշելու համար»:

Հետազոտողները ասում են, որ աշխատանքը մանրամասն, հիմնարար ըմբռնում է տալիս գործընթացի պարամետրերի և հալոցքի երկրաչափության ազդեցության մասին ճաքերի ձևավորման վրա և ցույց է տալիս նյութի բաղադրության և նախատաքացման ազդեցությունը վոլֆրամով տպված մասերի կառուցվածքային ամբողջականության վրա: Թիմը եզրակացրեց, որ խառնուրդի որոշակի տարրերի ավելացումը կարող է օգնել նվազեցնել DBT-ի անցումը և ամրացնել մետաղը, մինչդեռ նախնական տաքացումը կարող է օգնել մեղմել միկրոճաքերը:

Թիմն օգտագործում է արդյունքները՝ գնահատելու առկա ճաքերի մեղմացման մեթոդները, ինչպիսիք են գործընթացների և համաձուլվածքների փոփոխությունները: Հետազոտության արդյունքները, ինչպես նաև հետազոտության համար մշակված ախտորոշումը, վճռորոշ նշանակություն կունենան Լաբորատորիայի վերջնական նպատակի համար՝ 3-D տպագրել վոլֆրամից առանց ճաքերի մասեր, որոնք կարող են դիմակայել ծայրահեղ միջավայրին, ասում են հետազոտողները: