Tungsten inafaa hasa kama nyenzo kwa sehemu zenye mkazo sana za chombo zinazofunga plasma ya muunganisho wa moto, ikiwa ni chuma kilicho na kiwango cha juu zaidi cha kuyeyuka. Hasara, hata hivyo, ni brittleness yake, ambayo chini ya dhiki hufanya kuwa tete na kukabiliwa na uharibifu. Riwaya, nyenzo ya kiwanja inayostahimili zaidi sasa imetengenezwa na Taasisi ya Max Planck ya Fizikia ya Plasma (IPP) huko Garching. Inajumuisha tungsten yenye homogeneous na waya za tungsten zilizofunikwa zilizowekwa. Upembuzi yakinifu umeonyesha ufaafu wa kimsingi wa kiwanja kipya.

Madhumuni ya utafiti uliofanywa katika IPP ni kuunda mtambo wa nguvu ambao, kama jua, hupata nishati kutokana na muunganisho wa viini vya atomiki. Mafuta yanayotumiwa ni plasma ya hidrojeni ya chini-wiani. Ili kuwasha moto wa mchanganyiko, plasma inapaswa kufungiwa kwenye uwanja wa sumaku na kuwashwa kwa joto la juu. Katika msingi digrii milioni 100 hupatikana. Tungsten ni chuma chenye kuahidi sana kama nyenzo ya vijenzi vinavyogusana moja kwa moja na plazima moto. Hii imeonyeshwa na uchunguzi wa kina katika IPP. Tatizo ambalo hadi sasa halijatatuliwa, hata hivyo, limekuwa ugumu wa nyenzo: Tungsten inapoteza ugumu wake chini ya hali ya mitambo ya kuzalisha umeme. Mkazo wa ndani - mvutano, kunyoosha au shinikizo - hauwezi kuachwa na nyenzo zinazotoa kidogo. Nyufa huunda badala yake: Vipengee kwa hivyo huguswa kwa umakini sana na upakiaji wa ndani.

Ndiyo maana IPP ilitafuta miundo yenye uwezo wa kusambaza mvutano wa ndani. Kauri zilizoimarishwa nyuzinyuzi hutumika kama vielelezo: Kwa mfano, silicon brittle carbudi hutengenezwa kwa ugumu mara tano inapoimarishwa kwa nyuzi za silicon carbide. Baada ya tafiti chache za awali mwanasayansi wa IPP Johann Riesch alipaswa kuchunguza ikiwa matibabu sawa yanaweza kufanya kazi na chuma cha tungsten.

Hatua ya kwanza ilikuwa kutengeneza nyenzo mpya. Matrix ya tungsten ililazimika kuimarishwa kwa nyuzi ndefu zilizofunikwa zinazojumuisha waya wa tungsten uliotolewa nje, mwembamba kama nywele. Waya hizo, ambazo zilikusudiwa awali kama filamenti zenye mwanga kwa balbu, ambapo zilitolewa na Osram GmbH. Nyenzo mbalimbali za kuzipaka zilichunguzwa katika IPP, ikiwa ni pamoja na oksidi ya erbium. Kisha nyuzi za tungsten zilizofunikwa kabisa ziliunganishwa pamoja, ama sambamba au kusuka. Ili kujaza mapengo kati ya nyaya kwa kutumia tungsten Johann Riesch na wafanyakazi wenzake basi walianzisha mchakato mpya kwa kushirikiana na mshirika wa viwanda wa Kiingereza Archer Technicoat Ltd. Ingawa vifaa vya tungsten kawaida hubanwa pamoja kutoka kwa unga wa chuma kwenye joto la juu na shinikizo, zaidi. njia ya upole ya kuzalisha kiwanja ilipatikana: Tungsten huwekwa kwenye waya kutoka kwa mchanganyiko wa gesi kwa kutumia mchakato wa kemikali kwa joto la wastani. Hii ilikuwa mara ya kwanza ambapo tungsten iliyoimarishwa kwa nyuzi za tungsten ilitolewa kwa ufanisi, na matokeo yaliyohitajika: Ugumu wa kuvunjika kwa kiwanja kipya tayari ulikuwa umeongezeka mara tatu kuhusiana na tungsten isiyo na nyuzi baada ya majaribio ya kwanza.

Hatua ya pili ilikuwa kuchunguza jinsi hii inavyofanya kazi: Jambo kuu lilithibitika kuwa kwamba nyuzi hupasuka kwenye tumbo na zinaweza kusambaza nishati inayofanya kazi ndani ya nyenzo. Hapa miingiliano kati ya nyuzi na matrix ya tungsten, kwa upande mmoja, inapaswa kuwa dhaifu vya kutosha kutoa njia wakati nyufa zinaunda na, kwa upande mwingine, kuwa na nguvu ya kutosha kusambaza nguvu kati ya nyuzi na matrix. Katika vipimo vya kupinda hii inaweza kuzingatiwa moja kwa moja kwa njia ya X-ray microtomography. Hii ilionyesha utendaji wa msingi wa nyenzo.

Kuamua kwa manufaa ya nyenzo, hata hivyo, ni kwamba ukali ulioimarishwa hudumishwa inapotumiwa. Johann Riesch alikagua hii kwa kuchunguza sampuli ambazo zilikuwa zimechanganyikiwa na matibabu ya awali ya mafuta. Wakati sampuli ziliwekwa chini ya mionzi ya synchrotron au kuweka chini ya darubini ya elektroni, kunyoosha na kuinama pia ilithibitisha katika kesi hii mali ya nyenzo iliyoboreshwa: Ikiwa matrix inashindwa wakati imesisitizwa, nyuzi zinaweza kuziba nyufa zinazotokea na kuzipunguza.

Kwa hivyo kanuni za kuelewa na kutengeneza nyenzo mpya zimetatuliwa. Sampuli sasa zitatolewa chini ya hali zilizoboreshwa za mchakato na miingiliano iliyoboreshwa, hii ikiwa ni sharti la uzalishaji wa kiwango kikubwa. Nyenzo mpya zinaweza pia kufurahisha zaidi ya uwanja wa utafiti wa mchanganyiko.