टंगस्टन विशेष गरी तातो फ्युजन प्लाज्मा घेरिएको भाँडाको अत्यधिक तनावग्रस्त भागहरूको लागि सामग्रीको रूपमा उपयुक्त छ, यो उच्चतम पग्लने बिन्दु भएको धातु हो। एक हानि, तथापि, यसको भंगुरता हो, जसले तनाव अन्तर्गत यसलाई कमजोर र क्षतिको खतरा बनाउँछ। गार्चिङमा रहेको म्याक्स प्लांक इन्स्टिच्युट फर प्लाज्मा फिजिक्स (IPP) द्वारा अब एक उपन्यास, अधिक लचिलो कम्पाउन्ड सामग्री विकसित गरिएको छ। यसमा लेपित टंगस्टन तारहरू एम्बेडेड भएको समरूप टंगस्टन हुन्छ। सम्भाव्यता अध्ययनले भर्खरै नयाँ कम्पाउन्डको आधारभूत उपयुक्तता देखाएको छ।

आईपीपीमा गरिएको अनुसन्धानको उद्देश्य सूर्य जस्तै परमाणु केन्द्रको फ्युजनबाट ऊर्जा प्राप्त गर्ने पावर प्लान्टको विकास गर्नु हो। प्रयोग गरिएको इन्धन कम घनत्व हाइड्रोजन प्लाज्मा हो। फ्युजन आगो प्रज्वलित गर्न प्लाज्मालाई चुम्बकीय क्षेत्रहरूमा सीमित र उच्च तापक्रममा तताउनु पर्छ। कोरमा 100 मिलियन डिग्री प्राप्त हुन्छ। तातो प्लाज्मासँग प्रत्यक्ष सम्पर्कमा आउने कम्पोनेन्टहरूका लागि सामग्रीको रूपमा टंगस्टन एक उच्च आशाजनक धातु हो। यो आईपीपी मा व्यापक अनुसन्धान द्वारा प्रदर्शन गरिएको छ। यद्यपि, अहिलेसम्म समाधान नभएको समस्या सामग्रीको भंगुरता रहेको छ: टंगस्टनले पावर प्लान्टको अवस्थामा आफ्नो कठोरता गुमाउँछ। स्थानीय तनाव - तनाव, स्ट्रेचिंग वा दबाब - सामग्रीलाई थोरै बाटो दिएर हटाउन सकिँदैन। यसको सट्टामा क्र्याकहरू बन्छन्: घटकहरूले स्थानीय ओभरलोडिङमा धेरै संवेदनशील रूपमा प्रतिक्रिया गर्दछ।

यसैले आईपीपीले स्थानीय तनाव वितरण गर्न सक्षम संरचनाहरू खोज्यो। फाइबर-प्रबलित सिरेमिकहरू मोडेलको रूपमा सेवा गरिन्छ: उदाहरणका लागि, सिलिकन कार्बाइड फाइबरहरूसँग प्रबलित गर्दा भंगुर सिलिकन कार्बाइड पाँच गुणा कडा बनाइन्छ। केही प्रारम्भिक अध्ययनहरू पछि आईपीपी वैज्ञानिक जोहान रिस्चले टंगस्टन धातुसँग समान उपचारले काम गर्न सक्छ कि भनेर अनुसन्धान गर्ने थियो।

पहिलो चरण नयाँ सामग्री उत्पादन गर्न थियो। एक टंगस्टन म्याट्रिक्सलाई कपालको रूपमा पातलो एक्स्ट्रुडेड टंगस्टन तार मिलेर लेपित लामो फाइबरले बलियो बनाउनुपर्थ्यो। तारहरू, मूल रूपमा लाइट बल्बहरूको लागि चमकदार फिलामेन्टको रूपमा अभिप्रेरित, जहाँ Osram GmbH द्वारा आपूर्ति गरिएको थियो। तिनीहरूलाई कोटिंग गर्नका लागि विभिन्न सामग्रीहरू आईपीपीमा जाँच गरियो, एर्बियम अक्साइड सहित। पूर्णतया लेपित टंगस्टन फाइबरहरू त्यसपछि समानान्तर वा ब्रेडेड, एकै ठाउँमा बाँधिएका थिए। टंगस्टन जोहान रिस्च र उनका सहकर्मीहरूसँग तारहरू बीचको खाली ठाउँहरू भर्नका लागि अंग्रेजी औद्योगिक साझेदार आर्चर टेक्निकोट लिमिटेडसँग मिलेर नयाँ प्रक्रियाको विकास गरे। जहाँ टंगस्टन वर्कपीसहरू सामान्यतया धातुको पाउडरबाट उच्च तापक्रम र दबाबमा थिचिन्छन्। यौगिक उत्पादन गर्ने कोमल विधि फेला पर्‍यो: टंगस्टनलाई ग्यासको मिश्रणबाट तारहरूमा जम्मा गरिन्छ। मध्यम तापमानमा रासायनिक प्रक्रिया। यो पहिलो पटक थियो कि टंगस्टन-फाइबर-प्रबलित टंगस्टन सफलतापूर्वक उत्पादन गरिएको थियो, इच्छित परिणामको साथ: नयाँ कम्पाउन्डको फ्र्याक्चर कठोरता पहिलो परीक्षण पछि फाइबररहित टंगस्टनको सम्बन्धमा तीन गुणा बढेको थियो।

दोस्रो चरणले यो कसरी काम गर्छ भनेर अनुसन्धान गर्ने थियो: निर्णायक कारकले म्याट्रिक्समा फाइबर ब्रिज क्र्याक गर्छ र सामग्रीमा स्थानीय रूपमा अभिनय गर्ने ऊर्जा वितरण गर्न सक्छ भन्ने प्रमाणित भयो। यहाँ फाइबर र टंगस्टन म्याट्रिक्स बीचको इन्टरफेसहरू, एकातिर, दरारहरू बनाउँदा बाटो दिन पर्याप्त कमजोर हुनुपर्छ र अर्कोतिर, फाइबर र म्याट्रिक्स बीचको बल प्रसारण गर्न पर्याप्त बलियो हुनुपर्छ। झुकाउने परीक्षणहरूमा यो एक्स-रे माइक्रोटोमोग्राफीको माध्यमबाट प्रत्यक्ष रूपमा अवलोकन गर्न सकिन्छ। यसले सामग्रीको आधारभूत कार्यलाई देखाएको छ।

सामग्रीको उपयोगिताको लागि निर्णायक, तथापि, यो लागू गर्दा बढाइएको कठोरता कायम राखिएको छ। जोहान रिस्चले पहिलेको थर्मल उपचारद्वारा भ्रष्ट भएका नमूनाहरू जाँच गरेर यो जाँच गरे। जब नमूनाहरू सिन्क्रोट्रोन विकिरणको अधीनमा थिए वा इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप अन्तर्गत राखिएको थियो, तिनीहरूलाई तन्काउने र झुकाउने पनि यस अवस्थामा सुधारिएको सामग्री गुणहरूले पुष्टि गर्दछ: यदि म्याट्रिक्स तनाव हुँदा असफल भयो भने, फाइबरहरूले दरारहरू पुल गर्न र तिनीहरूलाई स्टेम गर्न सक्षम छन्।

यसरी नयाँ सामग्री बुझ्ने र उत्पादन गर्ने सिद्धान्तहरू तय हुन्छन्। नमूनाहरू अब सुधारिएको प्रक्रिया सर्तहरू र अनुकूलित इन्टरफेसहरू अन्तर्गत उत्पादन गरिनु पर्छ, यो ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि पूर्व शर्त हो। नयाँ सामग्री फ्युजन अनुसन्धानको क्षेत्र भन्दा बाहिर पनि रुचि हुन सक्छ।