घमण्ड गर्दैउच्चतम पिघलने र उम्लने बिन्दुहरूसबै ज्ञात तत्वहरू,टंगस्टनचरम तापक्रम समावेश गर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि लोकप्रिय छनोट भएको छलाइटबल्ब फिलामेन्टहरू, चाप वेल्डिंग, विकिरण संरक्षणर, हालसालै, जस्तैप्लाज्मा सामना गर्ने सामग्रीITER Tokamak जस्ता फ्युजन रिएक्टरहरूमा।

तर,टंगस्टनको निहित भंगुरता, र additively निर्माण गर्दा हुने माइक्रोक्र्याकिंग (3-डी प्रिन्टिङ) संगदुर्लभ धातु, यसको व्यापक ग्रहणमा बाधा पुगेको छ।

यी माइक्रोक्र्याकहरू कसरी र किन बन्छन् भनेर वर्णन गर्न, लरेन्स लिभरमोर राष्ट्रिय प्रयोगशाला (LLNL) वैज्ञानिकहरूले लेजर पाउडर-बेड फ्युजन (LPBF) धातु 3-D प्रिन्टिङ प्रक्रियाको क्रममा लिइएका उच्च-गति भिडियोहरूसँग थर्मोमेकानिकल सिमुलेशनहरू जोडेका छन्। जहाँ अघिल्लो अनुसन्धानहरू निर्माण पछि क्र्याकहरू जाँच गर्न सीमित थियो, वैज्ञानिकहरूले पहिलो पटक टंगस्टनमा डक्टाइल-टु-ब्रिटल ट्रान्जिसन (DBT) लाई वास्तविक समयमा कल्पना गर्न सक्षम भए, उनीहरूलाई सूक्ष्म क्र्याकहरू कसरी सुरु भयो र धातुको रूपमा फैलियो भनेर अवलोकन गर्न अनुमति दिनुभयो। तातो र चिसो। टोलीले माइक्रोक्र्याकिंग घटनालाई अवशिष्ट तनाव, तनाव दर र तापमान जस्ता चरहरूसँग सहसंबद्ध गर्न सक्षम थियो, र DBT ले क्र्याकिंगको कारण पुष्टि गर्‍यो।

शोधकर्ताहरूले भनेका छन् कि हालै जर्नल एकटा मटेरियालियामा प्रकाशित र प्रतिष्ठित एमआरएस बुलेटिनको सेप्टेम्बर अंकमा चित्रित गरिएको अध्ययनले क्र्याकिंग पछाडिको आधारभूत संयन्त्रलाई उजागर गरेको छ।3-डी-मुद्रित टंगस्टनर धातुबाट क्र्याक-मुक्त भागहरू उत्पादन गर्न भविष्यका प्रयासहरूको लागि आधारभूत सेट गर्दछ।

"यसको अद्वितीय गुणहरूको कारण,टंगस्टनऊर्जा विभाग र रक्षा विभागको लागि मिशन-विशेष अनुप्रयोगहरूमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेलेको छ," सह-प्रमुख अन्वेषक मन्यालिबो "Ibo" म्याथ्यूले भने। "यो कामले नयाँ additive निर्माण प्रशोधन क्षेत्रको लागि मार्ग प्रशस्त गर्न मद्दत गर्दछटंगस्टनजसले यी मिशनहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्न सक्छ।"

LLNL को डायब्लो सीमित तत्व कोड प्रयोग गरेर प्रदर्शन गरिएको तिनीहरूको प्रयोगात्मक अवलोकन र कम्प्युटेशनल मोडेलिङ मार्फत, अन्वेषकहरूले फेला पारे कि टंगस्टनमा माइक्रोक्र्याकिंग 450 र 650 डिग्री केल्भिन बीचको सानो विन्डोमा हुन्छ र यो स्ट्रेन दरमा निर्भर हुन्छ, जुन प्रक्रिया प्यारामिटरहरूद्वारा प्रत्यक्ष रूपमा प्रभावित हुन्छ। तिनीहरूले क्र्याक-प्रभावित क्षेत्रको आकार र क्र्याक नेटवर्क मोर्फोलोजीलाई स्थानीय अवशिष्ट तनावहरूसँग सम्बन्धित गर्न सक्षम थिए।

लरेन्स फेलो बे भ्रान्केन, पेपरका प्रमुख लेखक र सह-प्रधान अन्वेषक, डिजाइन र प्रयोगहरू प्रदर्शन गरे र अधिकांश डेटा विश्लेषणहरू पनि सञ्चालन गरे।

"टंगस्टनको लागि क्र्याकिंगमा ढिलाइ हुनेछ भनेर मैले परिकल्पना गरेको थिएँ, तर नतिजाले मेरो अपेक्षालाई धेरै पार गर्यो," भ्रान्केनले भने। "थर्मोमेकानिकल मोडेलले हाम्रा सबै प्रयोगात्मक अवलोकनहरूको लागि स्पष्टीकरण प्रदान गर्‍यो, र दुबै DBT को तनाव दर निर्भरता क्याप्चर गर्न पर्याप्त विस्तृत थिए। यस विधिको साथ, हामीसँग टंगस्टनको LPBF को समयमा क्र्याकिंग हटाउन सबैभन्दा प्रभावकारी रणनीतिहरू निर्धारण गर्न उत्कृष्ट उपकरण छ।"

अनुसन्धानकर्ताहरूले भने कि कामले क्र्याक गठनमा प्रक्रिया प्यारामिटरहरू र पिघल ज्यामितिको प्रभावको विस्तृत, आधारभूत समझ प्रदान गर्दछ र टंगस्टनसँग मुद्रित भागहरूको संरचनात्मक अखण्डतामा सामग्रीको संरचना र प्रिहिटिंगले प्रभाव पारेको देखाउँदछ। टोलीले निष्कर्ष निकाल्यो कि केही मिश्र धातु तत्वहरू थप्दा DBT संक्रमण घटाउन र धातुलाई बलियो बनाउन मद्दत गर्न सक्छ, जबकि पूर्व तताउने माइक्रोक्र्याकिंग कम गर्न मद्दत गर्न सक्छ।

टोलीले वर्तमान क्र्याक-शमन प्रविधिहरू, जस्तै प्रक्रिया र मिश्र धातु परिमार्जनहरू मूल्याङ्कन गर्न परिणामहरू प्रयोग गरिरहेको छ। अध्ययनका लागि विकसित निदानका साथसाथै निष्कर्षहरू, चरम वातावरणको सामना गर्न सक्ने थ्रीडी प्रिन्टिङ क्र्याक-फ्री टंगस्टन भागहरूको प्रयोगशालाको अन्तिम लक्ष्यका लागि महत्त्वपूर्ण हुनेछ, अनुसन्धानकर्ताहरूले भने।