ტრაბახობსყველაზე მაღალი დნობის და დუღილის წერტილებიყველა ცნობილი ელემენტიდან,ვოლფრამიგახდა პოპულარული არჩევანი აპლიკაციებისთვის, რომლებიც მოიცავს ექსტრემალურ ტემპერატურას, მათ შორისნათურის ძაფები, რკალის შედუღება, რადიაციული დაცვადა, ახლახანს, როგორცპლაზმური მოსაპირკეთებელი მასალაშერწყმის რეაქტორებში, როგორიცაა ITER Tokamak.

თუმცა,ვოლფრამის თანდაყოლილი სისუსტედა მიკროკრეკინგი, რომელიც ხდება დანამატის წარმოებისას (3-D ბეჭდვა) ერთადიშვიათი ლითონი, ხელი შეუშალა მის ფართო მიღებას.

იმის დასახასიათებლად, თუ როგორ და რატომ წარმოიქმნება ეს მიკრობზარები, ლოურენს ლივერმორის ეროვნულმა ლაბორატორიამ (LLNL) მეცნიერებმა გააერთიანეს თერმომექანიკური სიმულაციები მაღალსიჩქარიანი ვიდეოებით, რომლებიც გადაღებულია ლაზერული ფხვნილის-საწოლზე შერწყმის (LPBF) ლითონის 3-D ბეჭდვის პროცესში. მიუხედავად იმისა, რომ წინა კვლევა შემოიფარგლებოდა აშენების შემდგომ ბზარების შესწავლით, მეცნიერებმა პირველად შეძლეს რეალურ დროში წარმოედგინათ დრეკადი-მყიფე გარდამავალი (DBT) ვოლფრამი, რაც მათ საშუალებას აძლევდა დაენახათ, თუ როგორ წარმოიქმნა და გავრცელდა მიკრობზარები ლითონის სახით. გაცხელებული და გაგრილებული. გუნდმა შეძლო მიკროკრეკინგის ფენომენის კორელაცია ცვლადებთან, როგორიცაა ნარჩენი სტრესი, დაძაბულობის სიჩქარე და ტემპერატურა და დაადასტურა, რომ DBT-მ გამოიწვია ბზარი.

მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ კვლევა, რომელიც ახლახან გამოქვეყნდა ჟურნალში Acta Materialia-ში და გამოქვეყნდა პრესტიჟული MRS Bulletin-ის სექტემბრის ნომერში, ავლენს ფუნდამენტურ მექანიზმებს კრეკინგის უკან.3-D-დაბეჭდილი ვოლფრამიდა ადგენს საფუძველს მომავალი ძალისხმევისთვის ლითონისგან ბზარების გარეშე ნაწილების წარმოებისთვის.

„მისი უნიკალური თვისებების გამო,ვოლფრამიმან მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ენერგეტიკისა და თავდაცვის დეპარტამენტისთვის მისიის სპეციფიკურ აპლიკაციებში“, - თქვა თანამმართველმა გამომძიებელმა მანიალიბო „იბო“ მეთიუსმა. „ეს ნამუშევარი ხელს უწყობს ახალი დანამატების წარმოების გადამამუშავებელი ტერიტორიისკენ გზასვოლფრამირომელსაც შეუძლია მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინოს ამ მისიებზე. ”

LLNL-ის Diablo სასრული ელემენტის კოდის გამოყენებით შესრულებული ექსპერიმენტული დაკვირვებებით და გამოთვლითი მოდელირებით, მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ვოლფრამის მიკროკრეკინგი ხდება პატარა ფანჯარაში 450-დან 650 გრადუსამდე კელვინამდე და დამოკიდებულია დაძაბვის სიჩქარეზე, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს პროცესის პარამეტრებზე. მათ ასევე შეძლეს ბზარით დაზარალებული ტერიტორიის ზომისა და ბზარის ქსელის მორფოლოგიის დაკავშირება ადგილობრივ ნარჩენ სტრესებთან.

ლოურენს ფლოუ ბეი ვრანკენმა, ნაშრომის წამყვანი ავტორი და თანამთავარი მკვლევარი, დააპროექტა და ჩაატარა ექსპერიმენტები და ასევე ჩაატარა მონაცემთა ანალიზის უმეტესობა.

„მე ვივარაუდე, რომ ვოლფრამის კრეფა შეფერხდებოდა, მაგრამ შედეგებმა მნიშვნელოვნად გადააჭარბა ჩემს მოლოდინს“, - თქვა ვრანკენმა. „თერმომექანიკური მოდელი ახსნიდა ჩვენს ყველა ექსპერიმენტულ დაკვირვებას და ორივე საკმარისად დეტალური იყო DBT-ის დაძაბულობის სიჩქარის დამოკიდებულების დასაფიქსირებლად. ამ მეთოდით ჩვენ გვაქვს შესანიშნავი ინსტრუმენტი, რათა განვსაზღვროთ ყველაზე ეფექტური სტრატეგიები ბზარების აღმოსაფხვრელად ვოლფრამის LPBF დროს.

მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ ნამუშევარი დეტალურ, ფუნდამენტურ გაგებას იძლევა პროცესის პარამეტრების და დნობის გეომეტრიის გავლენის შესახებ ბზარის ფორმირებაზე და აჩვენებს მასალის შემადგენლობისა და წინასწარ გათბობას გავლენას ვოლფრამით დაბეჭდილი ნაწილების სტრუქტურულ მთლიანობაზე. ჯგუფმა დაასკვნა, რომ გარკვეული შენადნობის ელემენტების დამატებამ შეიძლება შეამციროს DBT გარდამავალი და გააძლიეროს ლითონი, ხოლო წინასწარ გათბობა ხელს შეუწყობს მიკროკრეკინგის შერბილებას.

გუნდი იყენებს შედეგებს ბზარების შერბილების არსებული ტექნიკის შესაფასებლად, როგორიცაა პროცესისა და შენადნობების მოდიფიკაციები. მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ დასკვნები, კვლევისთვის შემუშავებულ დიაგნოზთან ერთად, გადამწყვეტი იქნება ლაბორატორიის საბოლოო მიზნისთვის - 3-D ბეჭდვითი ბზარებისაგან თავისუფალი ვოლფრამის ნაწილები, რომლებიც გაუძლებენ ექსტრემალურ გარემოს.