Вольфрам ысык эрүү плазмасын камтыган идиштин катуу стресске дуушар болгон бөлүктөрү үчүн материал катары өзгөчө ылайыктуу, ал эң жогорку эрүү температурасына ээ металл. Бирок жетишпеген жагы анын морттугу болуп саналат, ал стресс астында ал морт жана бузулууга жакын кылат. Гарчингдеги Макс Планк плазма физикасы институту (IPP) тарабынан жаңы, бир кыйла ийкемдүү кошулма материал иштелип чыкты. Бул капталган вольфрам зымдары менен бир тектүү вольфрамдан турат. Техникалык-экономикалык негиздеме жаңы кошулманын негизги ылайыктуулугун көрсөттү.

IPPде жүргүзүлгөн изилдөөнүн максаты күн сыяктуу атомдук ядролордун синтезинен энергия алган электр станциясын иштеп чыгуу болуп саналат. Колдонулган отун аз тыгыздыктагы суутек плазмасы болуп саналат. Эритүү отун тутандыруу үчүн плазманы магнит талаасында кармап, жогорку температурага чейин ысытуу керек. Өзөктө 100 миллион градуска жетет. Вольфрам ысык плазма менен түздөн-түз байланышта болгон компоненттер үчүн материал катары өтө келечектүү металл болуп саналат. Муну IPPдеги кеңири иликтөөлөр көрсөттү. Бирок буга чейин чечилбеген маселе материалдын морттугу болду: вольфрам электр станциясынын шарттарында өзүнүн бышыктыгын жоготот. Жергиликтүү стресс - чыңалуу, чоюлуу же басым - материалды бир аз жол менен жок кылуу мүмкүн эмес. Анын ордуна жаракалар пайда болот: Компоненттер жергиликтүү ашыкча жүктөөгө өтө сезгич мамиле кылат.

Ошондуктан IPP жергиликтүү чыңалууну жайылтууга жөндөмдүү структураларды издеди. Була менен бекемделген керамика үлгү катары кызмат кылган: Мисалы, кремний карбиди менен бекемделген морт кремний карбиди беш эсе катуу болот. Бир нече алдын ала изилдөөлөрдөн кийин IPP окумуштуусу Иоганн Риш ушундай дарылоо вольфрам металлы менен иштей алабы же жокпу, изилдөө керек болчу.

Биринчи кадам жаңы материалды өндүрүү болду. Вольфрам матрицасы чач сыяктуу жука экструдированный вольфрам зымынан турган капталган узун жипчелер менен бекемделиши керек болчу. Зымдар, башында Osram GmbH тарабынан камсыздалган электр лампалары үчүн жарык берүүчү жиптер катары арналган. Аларды каптоо үчүн ар кандай материалдар IPPде, анын ичинде эрбий кычкылы изилденген. Толугу менен капталган вольфрам жипчелери параллелдүү же өрүлгөн. Зымдардын ортосундагы боштуктарды вольфрам менен толтуруу үчүн Иоганн Риш жана анын кесиптештери англиялык өнөр жай өнөктөшү Archer Technicoat Ltd менен бирдикте жаңы процессти иштеп чыгышкан. Ал эми вольфрамдын жасалгалары көбүнчө металл порошокунан жогорку температурада жана басымда пресстелет. кошулманы өндүрүүнүн жумшак ыкмасы табылган: вольфрам орточо температурада химиялык процессти колдонуу менен газ аралашмасынан зымдарга жайгаштырылат. Бул вольфрам-була менен бекемделген вольфрамдын биринчи жолу ийгиликтүү чыгарылып, каалаган натыйжасы болду: биринчи сыноолордон кийин жаңы кошулманын сынууга бышыктыгы буласыз вольфрамга салыштырмалуу үч эсе көбөйгөн.

Экинчи кадам, мунун кантип иштээрин изилдөө болду: чечүүчү фактор бул жипчелердин матрицадагы жаракаларга көпүрө болуп, материалга жергиликтүү таасир берүүчү энергияны тарата ала тургандыгы болду. Бул жерде жипчелер менен вольфрамдык матрицанын ортосундагы интерфейстер, бир жагынан, жаракалар пайда болгондо орун бошотуп бере турганчалык алсыз болушу керек, экинчи жагынан, жипчелер менен матрицанын ортосундагы күчтү өткөрө тургандай күчтүү болушу керек. Ийилген тесттерде муну рентген микротомографиясынын жардамы менен түздөн-түз байкоого болот. Бул материалдын негизги иштешин көрсөттү.

Материалдын пайдалуулугу үчүн чечүүчү нерсе, аны колдонууда күчөтүлгөн бекемдик сакталат. Иоганн Риеш муну алдын ала термикалык иштетүүдөн морт болгон үлгүлөрдү изилдөө аркылуу текшерген. Үлгүлөр синхротрондук нурланууга дуушар болгондо же электрондук микроскоптун астына коюлганда, аларды созуу жана ийүү да бул учурда жакшыртылган материалдык касиеттерин тастыктады: Эгерде матрица стресске учураганда иштебей калса, жипчелер пайда болгон жаракаларды жаап, аларды бекемдей алат.

Ошентип, жаңы материалды түшүнүү жана чыгаруу принциптери аныкталат. Үлгүлөр азыр жакшыртылган процесс шарттарында жана оптималдаштырылган интерфейстер менен өндүрүлөт, бул масштабдуу өндүрүш үчүн зарыл шарт болуп саналат. Жаңы материал термоядролук изилдөө тармагынан тышкары да кызыктуу болушу мүмкүн.