Materyalên şikestî yên hişkkirî: Tungsten-fiber-hêzkirî

Tungsten bi taybetî wekî materyalê ji bo beşên pir stresdar ên keştiyê ku plazmayek tevlihev a germ vedihewîne, maqûl e, ew metal e ku xala helînê ya herî bilind e. Lêbelê, dezavantajek ziravbûna wê ye, ku di bin stresê de wê nazik û meyla zirarê dike. Naha ji hêla Enstîtuya Max Planck ve ji bo Fîzîkên Plasmayê (IPP) li Garching, materyalek hevedudanî ya nû û berxwedêr hatî çêkirin. Ew ji tungstenê homojen bi têlên tungstenê yên pêçandî pêk tê. Lêkolînek fîzîbîlîte tenê guncaviya bingehîn a pêkhateya nû destnîşan kiriye.

Armanca lêkolîna ku li IPP hatiye kirin pêşxistina santralek elektrîkê ye ku mîna rojê enerjiyê ji hevketina navokên atomê werdigire. Mazotê ku tê bikar anîn plazmayek hîdrojenê ya kêm-dansîte ye. Ji bo pêxistina agirê fusionê divê plazma di qadên magnetîkî de were girtin û heya germahiyek bilind were germ kirin. Di bingehê de 100 mîlyon derece tê bidestxistin. Tungsten metalek pir hêvîdar e ku ji bo pêkhateyên ku rasterast bi plazmaya germ re dikevin têkiliyê. Ev ji hêla lêkolînên berfireh ên li IPP ve hatî destnîşan kirin. Lêbelê, pirsgirêkek ku heya niha nehatibû çareser kirin, ziravbûna materyalê ye: Tungsten di bin şert û mercên santralê de hişkiya xwe winda dike. Stresa herêmî - tansiyon, dirêjbûn an zext - ji hêla materyalê ve bi hûrgulî rê nayê derxistin. Di şûna wê de şikestin çêdibin: Ji ber vê yekê pêkhate li hember barkirina herêmî pir bi hesas tevdigerin.

Ji ber vê yekê IPP li strukturên ku karibin tansiyona herêmî belav bikin geriya. Seramîkên bi fiber-hêzkirî wekî model têne xebitandin: Mînakî, karbîda siliconê ya şikestî dema ku bi fiberên karbîd ên silicon were xurt kirin pênc carî dijwartir tê çêkirin. Piştî çend lêkolînên pêşîn, zanyarê IPP Johann Riesch bû ku lêkolîn bike ka dermankirinek wekhev dikare bi metala tungsten re bixebite.

Pêngava yekem hilberîna materyalê nû bû. Diviyabû matrixek tungstenê bi têlên dirêj ên pêçandî yên ku ji têlên tûngstenê yên jêkirî yên wek porê tenik pêk tê, were xurt kirin. Têlên, bi eslê xwe ji bo ampûlên ronahiyê, ku ji hêla Osram GmbH ve têne peyda kirin, wekî fîlimên ronahiyê têne armanc kirin. Cûrbecûr materyalên ji bo girtina wan li IPP hatin lêkolîn kirin, di nav de oksîda erbium. Pîrên tûngstenê yên bi tevahî pêçandî paşê bi hev re, an paralel an birêkûpêk hatin berhev kirin. Ji bo tijîkirina valahiya di navbera têlan bi tungsten Johann Riesch û hevkarên wî paşê pêvajoyeke nû bi hev re bi hevkarê pîşesazîya Englishngilîzî Archer Technicoat Ltd. Digel ku perçeyên xebatê yên tungstenê bi gelemperî ji toza metal di germahî û zexta bilind de li hev têne pêçan, bêtir Rêbaza nerm a hilberîna pêkhateyê hate dîtin: Tungsten li ser têlên ji têkelek gazê tê razandin bi pêkanîna pêvajoyek kîmyewî di germahiyên nerm de. Ev cara yekem bû ku tungsten-fiber-hişk-tungsten bi serketî hate hilberandin, bi encamek xwestî: Zehmetiya şkestinê ya pêkhateya nû piştî ceribandinên yekem li gorî tûngstena bê fiber sê qat zêde bû.

Pêngava duyemîn ev bû ku em lêkolîn bikin ka ev çawa dixebite: Faktora diyarker îspat kir ku fîber di matrixê de diqelişe û dikare enerjiya ku heremî tevdigere di materyalê de belav bike. Li vir pêwendiyên di navbera fiber û matrixa tungstenê de, ji aliyekî ve, pêdivî ye ku ew têra xwe qels bin ku rê li ber çêbûnê bidin û, ji hêla din ve, têra xwe bihêz bin ku hêza di navbera fiber û matrixê de veguhezînin. Di îmtîhanên bendkirinê de ev dikare rasterast bi mîkrotomografiya tîrêjê were dîtin. Vê yekê fonksiyona bingehîn a materyalê destnîşan kir.

Di heman demê de, ji bo bikêrhatina materyalê diyarker ev e ku dema ku tê sepandin hişkiya zêde tê domandin. Johann Riesch ev yek bi lêkolîna nimûneyên ku ji ber dermankirina germî ya berê ve hatî şilandin ve kontrol kir. Dema ku nimûne ketin ber tîrêjên senkrotroronê an jî xistin bin mîkroskopa elektronîk, dirêjkirin û çewisandina wan jî di vê rewşê de taybetmendiyên çêtir ên materyalê piştrast kir: Ger matrix di dema stresê de têk biçe, fîber dikarin şikestinên ku diqewimin bihêlin û wan bişkînin.

Prensîbên ji bo têgihiştin û hilberandina materyalê nû bi vî rengî têne bicîh kirin. Nimûne naha di bin şert û mercên pêvajoyê yên çêtir û bi navgînên xweşbînkirî de têne hilberandin, ev yek şert e ji bo hilberîna mezin. Dibe ku materyalê nû ji qada lêkolîna fusionê wêdetir jî balkêş be.


Dema şandinê: Dec-02-2019