Tungsten utamana cocog salaku bahan pikeun bagian kacida stressed tina bejana enclosing plasma fusi panas, éta logam jeung titik lebur pangluhurna. A disadvantage, kumaha oge, nyaeta brittleness na, nu dina kaayaan stress ngajadikeun eta rapuh tur rawan karuksakan. Novel, bahan sanyawa anu langkung tahan banting ayeuna parantos dikembangkeun ku Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) di Garching. Ieu diwangun ku tungsten homogen kalayan kawat tungsten coated study. Hiji studi feasibility nembé nunjukkeun kasesuaian dasar tina sanyawa anyar.

Tujuan tina panalungtikan anu dilakukeun di IPP nyaéta pikeun ngembangkeun pembangkit listrik anu, sapertos panonpoé, ngahasilkeun énergi tina fusi inti atom. Bahan bakar anu dianggo nyaéta plasma hidrogén dénsitas rendah. Pikeun ngahurungkeun seuneu fusi plasma kudu dipasrahkeun dina médan magnét jeung dipanaskeun nepi ka suhu luhur. Dina inti 100 juta derajat ieu attained. Tungsten mangrupakeun logam kacida ngajangjikeun salaku bahan pikeun komponén datang kana kontak langsung jeung plasma panas. Ieu parantos dibuktikeun ku panyelidikan éksténsif di IPP. Hiji masalah hitherto can karengsekeun, kumaha oge, geus brittleness tina bahan: Tungsten leungit kateguhan na dina kaayaan pembangkit listrik. Stress lokal - tegangan, manjang atawa tekanan - teu bisa obviated ku bahan rada masihan jalan. Retak ngabentuk gantina: Komponén kituna meta pisan sénsitip kana overloading lokal.

Éta sababna IPP milarian struktur anu tiasa nyebarkeun tegangan lokal. Keramik bertulang serat dilayanan salaku modél: Contona, silikon karbida rapuh dijieun lima kali leuwih tangguh lamun bertulang ku serat silikon karbida. Saatos sababaraha panilitian awal, élmuwan IPP Johann Riesch kedah nalungtik naha perlakuan anu sami tiasa dianggo sareng logam tungsten.

Hambalan munggaran nyaéta pikeun ngahasilkeun bahan anyar. Matriks tungsten kedah dikuatkeun ku serat panjang anu dilapis anu diwangun ku kawat tungsten anu diekstrusi ipis sapertos rambut. Kawat, asalna dimaksudkeun salaku filamén luminous pikeun bohlam lampu, dimana disadiakeun ku Osram GmbH. Rupa-rupa bahan pikeun palapis aranjeunna ditalungtik di IPP, kaasup erbium oksida. Serat tungsten anu dilapis lengkep teras dihijikeun, boh paralel atanapi dijalin. Pikeun ngeusian celah antara kawat jeung tungsten Johann Riesch jeung ko-pagawe na lajeng ngembangkeun hiji prosés anyar ditéang jeung pasangan industri Inggris Archer Technicoat Ltd. Metoda hipu pikeun ngahasilkeun sanyawa kapanggih: Tungsten disimpen dina kawat tina campuran gas ku nerapkeun prosés kimiawi dina suhu sedeng. Ieu kahiji kalina tungsten-serat bertulang tungsten ieu hasil dihasilkeun, jeung hasil nu dipikahoyong: The kateguhan narekahan sanyawa anyar geus tripled dina hubungan tungsten fiberless sanggeus tés munggaran.

Lengkah kadua nya éta pikeun nalungtik kumaha ieu jalan: Faktor decisive kabukti yén serat sasak retakan dina matrix sarta bisa ngadistribusikaeun énergi akting lokal dina bahan. Di dieu, panganteur antara serat sareng matriks tungsten, di hiji sisi, kedah cukup lemah pikeun masihan jalan nalika retakan ngabentuk sareng, di sisi sanésna, cukup kuat pikeun ngirimkeun gaya antara serat sareng matriks. Dina tés bending ieu bisa dititénan langsung ku cara maké X-ray microtomography. Ieu nunjukkeun fungsi dasar tina bahan.

Anu penting pikeun mangpaatna bahan, nyaéta yén kateguhan anu ditingkatkeun dijaga nalika diterapkeun. Johann Riesch pariksa ieu ku nalungtik sampel nu geus embrittled ku perlakuan termal saméméhna. Nalika sampel anu subjected kana radiasi synchrotron atanapi nempatkeun dina mikroskop éléktron, manjang tur bending aranjeunna ogé dikonfirmasi dina hal ieu sipat bahan ningkat: Lamun matrix gagal nalika stressed, serat anu bisa sasak retakan lumangsung sarta batang aranjeunna.

Prinsip-prinsip pikeun pamahaman sareng ngahasilkeun bahan énggal parantos netep. Sampel ayeuna bakal diproduksi dina kaayaan prosés anu ningkat sareng kalayan antarmuka anu dioptimalkeun, ieu mangrupikeun prasyarat pikeun produksi skala ageung. Bahan anyar ogé tiasa janten minat saluareun widang panalungtikan fusi.