Kujisifukiwango cha juu cha kuyeyuka na kuchemshaya vipengele vyote vinavyojulikana,tungstenimekuwa chaguo maarufu kwa programu zinazohusisha halijoto kali, ikijumuishanyuzi za balbu, kulehemu kwa arc, kinga ya mionzina, hivi karibuni zaidi, kamanyenzo zinazoelekea plasmakatika vinu vya muunganisho kama vile ITER Tokamak.

Hata hivyo,brittleness asili ya tungsten, na mgawanyiko mdogo unaotokea wakati wa utengenezaji wa kuongeza (Uchapishaji wa 3-D) pamoja nachuma adimu, imezuia kupitishwa kwake kote.

Ili kubainisha jinsi na kwa nini viumbe vidogo vidogo huunda, wanasayansi wa Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) wamechanganya maiga ya thermomechanical na video za kasi kubwa zilizochukuliwa wakati wa mchakato wa uchapishaji wa 3-D wa metali wa laser powder-bed (LPBF). Ingawa utafiti wa hapo awali ulikuwa na kikomo cha kukagua nyufa baada ya ujenzi, wanasayansi kwa mara ya kwanza waliweza kuona taswira ya mpito wa ductile-to-brittle (DBT) katika tungsten katika muda halisi, na kuwaruhusu kuchunguza jinsi microcracks ilianza na kuenea kama chuma. moto na kupozwa. Timu iliweza kuoanisha hali ndogo ndogo na vigeuzo kama vile dhiki iliyobaki, kasi ya shinikizo na halijoto, na kuthibitisha kuwa DBT ilisababisha ufa.

Watafiti walisema utafiti huo, uliochapishwa hivi majuzi katika jarida la Acta Materialia na kuangaziwa katika toleo la Septemba la jarida maarufu la MRS Bulletin, unafichua mbinu za kimsingi za uvunjaji wa ngozi.Tungsten iliyochapishwa 3-Dna huweka msingi wa juhudi za baadaye za kutengeneza sehemu zisizo na nyufa kutoka kwa chuma.

"Kwa sababu ya sifa zake za kipekee,tungstenimekuwa na jukumu kubwa katika maombi mahususi ya misheni kwa Idara ya Nishati na Idara ya Ulinzi," alisema mpelelezi mwenza Mansalibo "Ibo" Matthews. "Kazi hii inasaidia kufungua njia kuelekea eneo jipya la usindikaji wa utengenezaji wa nyongezatungstenambayo inaweza kuwa na athari kubwa kwa misheni hizi."

Kupitia uchunguzi wao wa majaribio na uundaji wa hesabu unaofanywa kwa kutumia msimbo wa kipengele cha LLNL wa Diablo, watafiti waligundua kuwa microcracking katika tungsten hutokea kwenye dirisha dogo kati ya digrii 450 na 650 za Kelvin na inategemea kasi ya matatizo, ambayo huathiriwa moja kwa moja na vigezo vya mchakato. Pia waliweza kuoanisha ukubwa wa eneo lililoathiriwa na ufa na mofolojia ya mtandao wa ufa na mikazo ya mabaki ya eneo hilo.

Lawrence Fellow Bey Vrancken, mwandishi mkuu wa karatasi na mpelelezi mkuu mwenza, alibuni na kufanya majaribio na pia akafanya uchanganuzi mwingi wa data.

"Nilikuwa na dhana kwamba kungekuwa na kuchelewa kwa ngozi ya tungsten, lakini matokeo yalizidi matarajio yangu," Vrancken alisema. "Mtindo wa thermomechanical ulitoa maelezo kwa uchunguzi wetu wote wa majaribio, na zote mbili zilikuwa na maelezo ya kutosha kukamata utegemezi wa kiwango cha matatizo ya DBT. Kwa njia hii, tuna zana bora ya kuamua mikakati bora zaidi ya kuondoa ngozi wakati wa LPBF ya tungsten.

Watafiti walisema kazi hiyo inatoa uelewa wa kina, wa kimsingi wa ushawishi wa vigezo vya mchakato na jiometri kuyeyuka kwenye uundaji wa ufa na inaonyesha athari ya utungaji wa nyenzo na upashaji joto kwenye uadilifu wa miundo ya sehemu zilizochapishwa na tungsten. Timu ilihitimisha kuwa kuongeza vipengee fulani vya aloi kunaweza kusaidia kupunguza mpito wa DBT na kuimarisha chuma, ilhali upashaji joto mapema unaweza kusaidia kupunguza upasukaji mdogo.

Timu inatumia matokeo kutathmini mbinu zilizopo za kupunguza ufa, kama vile urekebishaji wa mchakato na aloi. Matokeo hayo, pamoja na uchunguzi ulioandaliwa kwa ajili ya utafiti huo, yatakuwa muhimu kwa lengo kuu la Maabara la uchapishaji wa sehemu za tungsten zisizo na nyufa za 3-D ambazo zinaweza kuhimili mazingira yaliyokithiri, watafiti walisema.