Мақтануең жоғары балқу және қайнау нүктелерібарлық белгілі элементтерден,вольфрамэкстремалды температураны қамтитын қолданбалар үшін танымал таңдау болды, соның ішіндешамның жіптері, доғалық дәнекерлеу, радиациядан қорғаужәне, жақында, сияқтыплазмамен қапталған материалITER Tokamak сияқты термоядролық реакторларда.

Дегенмен,вольфрамға тән сынғыштық, және қосымша өндіру кезінде пайда болатын микрокрекинг (3D басып шығару) көмегіменсирек металл, оның кең таралуына кедергі келтірді.

Бұл микрожарықтар қалай және неліктен пайда болатынын сипаттау үшін Лоуренс Ливермор ұлттық зертханасының (LLNL) ғалымдары термомеханикалық модельдеулерді лазерлік ұнтақ қабатын біріктіру (LPBF) металды 3-D басып шығару процесі кезінде түсірілген жоғары жылдамдықтағы бейнелермен біріктірді. Алдыңғы зерттеулер құрылыстан кейінгі жарықшақтарды зерттеумен шектелсе, ғалымдар алғаш рет вольфрамдағы иілгіштен сынғышқа ауысуды (DBT) нақты уақыт режимінде визуализациялай алды, бұл оларға микрожарықтардың металл ретінде қалай басталып, таралуын байқауға мүмкіндік берді. қыздырылады және салқындатылады. Команда микрокрекинг құбылысын қалдық кернеу, деформация жылдамдығы және температура сияқты айнымалылармен байланыстыра алды және DBT крекинг тудырғанын растады.

Зерттеушілердің айтуынша, жақында Acta Materialia журналында жарияланған және беделді MRS Bulletin журналының қыркүйектегі санында жарияланған зерттеу крекингтің негізгі механизмдерін ашады.3-D-басылған вольфрамжәне металдан жарықшақсыз бөлшектерді шығару бойынша болашақ күш-жігердің негізін белгілейді.

«Бірегей қасиеттерінің арқасында,вольфрамЭнергетика және Қорғаныс министрлігі үшін миссияға арналған қосымшаларда маңызды рөл атқарды », - деді негізгі зерттеуші Маналибо «Ибо» Мэтьюс. «Бұл жұмыс жаңа қоспаларды өңдеу аумағына жол ашуға көмектеседівольфрамбұл миссияларға айтарлықтай әсер етуі мүмкін ».

LLNL-дің Diablo ақырлы элементтер кодын пайдалана отырып орындалған эксперименттік бақылаулар мен есептеулік модельдеу арқылы зерттеушілер вольфрамдағы микрокрекинг 450 және 650 градус Кельвин арасындағы шағын терезеде орын алатынын және процесс параметрлері тікелей әсер ететін деформация жылдамдығына тәуелді екенін анықтады. Олар сондай-ақ жарықшақтан зардап шеккен аймақтың өлшемін және жарықшақтар желісінің морфологиясын жергілікті қалдық кернеулермен салыстыра алды.

Лоуренс Фэллоу Бей Вранкен, мақаланың жетекші авторы және негізгі зерттеушісі, эксперименттерді әзірлеп, орындады, сонымен қатар деректерді талдаудың көп бөлігін жүргізді.

«Мен вольфрамның крекингінде кідіріс болады деп болжадым, бірақ нәтижелер менің күткенімнен айтарлықтай асып түсті», - деді Вранкен. «Термомеханикалық модель біздің барлық эксперименттік бақылауларымызға түсініктеме берді және екеуі де DBT-нің деформация жылдамдығына тәуелділігін түсіру үшін жеткілікті егжей-тегжейлі болды. Бұл әдіс арқылы бізде вольфрамның LPBF кезінде крекингті жоюдың ең тиімді стратегияларын анықтаудың тамаша құралы бар.

Зерттеушілердің айтуынша, бұл жұмыс процесс параметрлері мен балқыма геометриясының жарықшақтардың пайда болуына әсері туралы егжей-тегжейлі, іргелі түсінік береді және материалдың құрамы мен алдын ала қыздырудың вольфраммен басылған бөлшектердің құрылымдық тұтастығына тигізетін әсерін көрсетеді. Топ кейбір қорытпа элементтерін қосу DBT өтуін азайтуға және металды нығайтуға көмектесуі мүмкін, ал алдын ала қыздыру микрокрекингті азайтуға көмектесуі мүмкін деген қорытындыға келді.

Топ процестер мен қорытпаларды модификациялау сияқты сызаттарды азайтудың қолданыстағы әдістерін бағалау үшін нәтижелерді пайдалануда. Зерттеушілер зерттеу үшін әзірленген диагностикамен бірге нәтижелер экстремалды орталарға төтеп бере алатын сызатсыз вольфрам бөлшектерін 3-D басып шығару бойынша зертхананың түпкілікті мақсаты үшін маңызды болады, дейді зерттеушілер.