உடையக்கூடிய பொருள் கடினமாக்கப்பட்டது: டங்ஸ்டன்-ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட டங்ஸ்டன்

டங்ஸ்டன் ஒரு சூடான இணைவு பிளாஸ்மாவை உள்ளடக்கிய பாத்திரத்தின் அதிக அழுத்தத்திற்கு உட்பட்ட பகுதிகளுக்குப் பொருளாக மிகவும் பொருத்தமானது, இது அதிக உருகும் புள்ளியைக் கொண்ட உலோகமாகும். இருப்பினும், ஒரு குறைபாடு அதன் உடையக்கூடிய தன்மையாகும், இது மன அழுத்தத்தின் கீழ் அதை உடையக்கூடியதாகவும் சேதமடையக்கூடியதாகவும் ஆக்குகிறது. கார்ச்சிங்கில் உள்ள மேக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் பிளாஸ்மா பிசிக்ஸ் (ஐபிபி) மூலம் ஒரு நாவல், அதிக மீள்தன்மை கொண்ட கலவைப் பொருள் இப்போது உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இது பூசப்பட்ட டங்ஸ்டன் கம்பிகள் உட்பொதிக்கப்பட்ட ஒரே மாதிரியான டங்ஸ்டனைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு சாத்தியக்கூறு ஆய்வு புதிய கலவையின் அடிப்படை பொருத்தத்தைக் காட்டுகிறது.

IPP இல் நடத்தப்பட்ட ஆராய்ச்சியின் நோக்கம் சூரியனைப் போலவே அணுக்கருக்களின் இணைப்பிலிருந்து ஆற்றலைப் பெறும் ஒரு மின் உற்பத்தி நிலையத்தை உருவாக்குவதாகும். பயன்படுத்தப்படும் எரிபொருள் குறைந்த அடர்த்தி ஹைட்ரஜன் பிளாஸ்மா ஆகும். இணைவு நெருப்பைப் பற்றவைக்க பிளாஸ்மாவை காந்தப்புலங்களில் அடைத்து அதிக வெப்பநிலைக்கு சூடாக்க வேண்டும். மையத்தில் 100 மில்லியன் டிகிரி அடையப்படுகிறது. டங்ஸ்டன் சூடான பிளாஸ்மாவுடன் நேரடியாக தொடர்பு கொள்ளும் கூறுகளுக்கான பொருளாக மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய உலோகமாகும். இது IPP இன் விரிவான விசாரணைகளால் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. எவ்வாறாயினும், இதுவரை தீர்க்கப்படாத பிரச்சனையானது, பொருளின் உடையக்கூடிய தன்மையாகும்: டங்ஸ்டன் மின் நிலைய நிலைமைகளின் கீழ் அதன் கடினத்தன்மையை இழக்கிறது. உள்ளூர் மன அழுத்தம் - பதற்றம், நீட்சி அல்லது அழுத்தம் - சிறிது வழி கொடுக்கும் பொருள் மூலம் தவிர்க்க முடியாது. அதற்கு பதிலாக விரிசல்கள் உருவாகின்றன: எனவே கூறுகள் உள்ளூர் ஓவர்லோடிங்கிற்கு மிகவும் உணர்திறனுடன் செயல்படுகின்றன.

அதனால்தான் ஐபிபி உள்ளூர் பதற்றத்தை விநியோகிக்கும் திறன் கொண்ட கட்டமைப்புகளைத் தேடியது. ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட மட்பாண்டங்கள் மாதிரிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: எடுத்துக்காட்டாக, உடையக்கூடிய சிலிக்கான் கார்பைடு சிலிக்கான் கார்பைடு இழைகளால் வலுவூட்டப்படும்போது ஐந்து மடங்கு கடினமானதாக இருக்கும். சில பூர்வாங்க ஆய்வுகளுக்குப் பிறகு, IPP விஞ்ஞானி ஜோஹன் ரீஷ், டங்ஸ்டன் உலோகத்துடன் இதே போன்ற சிகிச்சையை செய்ய முடியுமா என்பதை ஆராய வேண்டும்.

முதல் படி புதிய பொருள் உற்பத்தி செய்யப்பட்டது. டங்ஸ்டன் மேட்ரிக்ஸை முடியைப் போல மெல்லியதாக வெளியேற்றப்பட்ட டங்ஸ்டன் கம்பியைக் கொண்ட பூசப்பட்ட நீண்ட இழைகளால் வலுப்படுத்த வேண்டும். கம்பிகள், முதலில் ஒளி விளக்குகளுக்கு ஒளிரும் இழைகளாகக் கருதப்பட்டன, அங்கு Osram GmbH மூலம் வழங்கப்படுகிறது. எர்பியம் ஆக்சைடு உட்பட ஐபிபியில் அவற்றை பூசுவதற்கான பல்வேறு பொருட்கள் ஆராயப்பட்டன. முற்றிலும் பூசப்பட்ட டங்ஸ்டன் இழைகள் இணையாக அல்லது பின்னல் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டன. டங்ஸ்டன் ஜொஹான் ரைஷ் மற்றும் அவரது சக பணியாளர்கள் மூலம் கம்பிகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளிகளை நிரப்ப ஆங்கில தொழில்துறை பங்குதாரரான ஆர்ச்சர் டெக்னிகோட் லிமிடெட் உடன் இணைந்து ஒரு புதிய செயல்முறையை உருவாக்கினர். கலவையை உருவாக்கும் மென்மையான முறை கண்டறியப்பட்டது: டங்ஸ்டன் ஒரு ரசாயனத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஒரு வாயு கலவையிலிருந்து கம்பிகளில் வைக்கப்படுகிறது. மிதமான வெப்பநிலையில் செயல்முறை. விரும்பிய முடிவுடன் டங்ஸ்டன்-ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட டங்ஸ்டன் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டது இதுவே முதல் முறை: முதல் சோதனைகளுக்குப் பிறகு இழையற்ற டங்ஸ்டனுடன் ஒப்பிடும்போது புதிய கலவையின் முறிவு கடினத்தன்மை ஏற்கனவே மூன்று மடங்காக அதிகரித்துள்ளது.

இது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை ஆராய்வதே இரண்டாவது படி: ஃபைபர்ஸ் பிரிட்ஜ் மேட்ரிக்ஸில் விரிசல் ஏற்பட்டு உள்நாட்டில் செயல்படும் ஆற்றலைப் பொருளில் விநியோகிக்க முடியும் என்பது தீர்க்கமான காரணியாக நிரூபிக்கப்பட்டது. இங்கே இழைகள் மற்றும் டங்ஸ்டன் மேட்ரிக்ஸுக்கு இடையே உள்ள இடைமுகங்கள், ஒருபுறம், விரிசல்கள் உருவாகும் போது பலவீனமாக இருக்க வேண்டும், மறுபுறம், இழைகள் மற்றும் மேட்ரிக்ஸுக்கு இடையே உள்ள சக்தியை கடத்தும் அளவுக்கு வலுவாக இருக்க வேண்டும். வளைக்கும் சோதனைகளில் இதை எக்ஸ்ரே மைக்ரோடோமோகிராபி மூலம் நேரடியாகக் காணலாம். இது பொருளின் அடிப்படை செயல்பாட்டை நிரூபித்தது.

எவ்வாறாயினும், பொருளின் பயனுக்கான தீர்க்கமான விஷயம் என்னவென்றால், அது பயன்படுத்தப்படும்போது மேம்படுத்தப்பட்ட கடினத்தன்மை பராமரிக்கப்படுகிறது. ஜோஹன் ரீஷ், முன் வெப்ப சிகிச்சையால் சிதைந்த மாதிரிகளை ஆராய்ந்து இதை சரிபார்த்தார். மாதிரிகள் சின்க்ரோட்ரான் கதிர்வீச்சுக்கு உட்படுத்தப்பட்டாலோ அல்லது எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கின் கீழ் வைக்கப்படும்போதும், அவற்றை நீட்டுவதும் வளைப்பதும் இந்த விஷயத்தில் மேம்படுத்தப்பட்ட பொருள் பண்புகளை உறுதிப்படுத்தியது: அழுத்தத்தின் போது மேட்ரிக்ஸ் தோல்வியுற்றால், இழைகள் ஏற்படும் விரிசல்களைக் கட்டுப்படுத்தி அவற்றைத் தடுக்கும்.

புதிய பொருளைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் உற்பத்தி செய்வதற்கும் கொள்கைகள் இவ்வாறு தீர்க்கப்படுகின்றன. மாதிரிகள் இப்போது மேம்படுத்தப்பட்ட செயல்முறை நிலைமைகள் மற்றும் உகந்த இடைமுகங்களுடன் தயாரிக்கப்பட வேண்டும், இது பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்கு முன்நிபந்தனையாகும். புதிய பொருள் இணைவு ஆராய்ச்சித் துறைக்கு அப்பால் ஆர்வமாக இருக்கலாம்.


இடுகை நேரம்: டிசம்பர்-02-2019