ทังสเตนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับเป็นวัสดุสำหรับชิ้นส่วนที่มีความเครียดสูงในภาชนะที่ปิดล้อมพลาสมาฟิวชันร้อน ซึ่งเป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงสุด อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือมีความเปราะบาง ซึ่งภายใต้ความเครียดทำให้เปราะบางและมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายได้ วัสดุสารประกอบใหม่ที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นได้รับการพัฒนาโดยสถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์พลาสมา (IPP) ที่ Garching ประกอบด้วยทังสเตนที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยมีลวดทังสเตนเคลือบฝังอยู่ การศึกษาความเป็นไปได้เพิ่งแสดงให้เห็นถึงความเหมาะสมขั้นพื้นฐานของสารประกอบใหม่

วัตถุประสงค์ของการวิจัยที่ดำเนินการที่ IPP คือการพัฒนาโรงไฟฟ้าที่ได้รับพลังงานจากการหลอมรวมของนิวเคลียสของอะตอมเช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ เชื้อเพลิงที่ใช้คือพลาสมาไฮโดรเจนความหนาแน่นต่ำ ในการจุดไฟฟิวชัน พลาสมาจะต้องถูกจำกัดอยู่ในสนามแม่เหล็กและให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง ในแกนกลางบรรลุถึง 100 ล้านองศา ทังสเตนเป็นโลหะที่มีแนวโน้มสูงในฐานะวัสดุสำหรับส่วนประกอบที่ต้องสัมผัสโดยตรงกับพลาสมาร้อน สิ่งนี้แสดงให้เห็นได้จากการสอบสวนอย่างกว้างขวางที่ IPP อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขมาจนบัดนี้ก็คือความเปราะบางของวัสดุ: ทังสเตนสูญเสียความแข็งแกร่งไปภายใต้สภาวะของโรงไฟฟ้า ความเครียดเฉพาะที่ เช่น ความตึงเครียด การยืดตัว หรือแรงกดดัน ไม่สามารถถูกลบล้างได้ด้วยวัสดุที่ให้ทางเล็กน้อย เกิดรอยแตกร้าวแทน: ส่วนประกอบจึงมีปฏิกิริยาไวมากต่อการโอเวอร์โหลดในพื้นที่

นั่นคือเหตุผลที่ IPP มองหาโครงสร้างที่สามารถกระจายความตึงเครียดในท้องถิ่นได้ เซรามิกเสริมไฟเบอร์ทำหน้าที่เป็นต้นแบบ: ตัวอย่างเช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เปราะจะถูกทำให้มีความทนทานมากกว่าห้าเท่าเมื่อเสริมด้วยไฟเบอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์ หลังจากการศึกษาเบื้องต้น 2-3 ครั้ง นักวิทยาศาสตร์ของ IPP Johann Riesch จะต้องตรวจสอบว่าการรักษาที่คล้ายกันสามารถทำงานร่วมกับโลหะทังสเตนได้หรือไม่

ขั้นตอนแรกคือการผลิตวัสดุใหม่ เมทริกซ์ทังสเตนจะต้องเสริมด้วยเส้นใยยาวเคลือบซึ่งประกอบด้วยลวดทังสเตนอัดรีดบางเหมือนเส้นผม สายไฟเหล่านี้ เดิมทีตั้งใจให้เป็นเส้นใยเรืองแสงสำหรับหลอดไฟ ซึ่งจัดหาโดย Osram GmbH มีการตรวจสอบวัสดุต่างๆ สำหรับการเคลือบที่ IPP รวมถึงเออร์เบียมออกไซด์ จากนั้นนำเส้นใยทังสเตนที่เคลือบไว้ทั้งหมดมามัดรวมกัน ไม่ว่าจะแบบขนานหรือแบบถักก็ตาม เพื่ออุดช่องว่างระหว่างสายไฟด้วยทังสเตน Johann Riesch และเพื่อนร่วมงานของเขา จึงได้พัฒนากระบวนการใหม่ร่วมกับพันธมิตรอุตสาหกรรมสัญชาติอังกฤษ Archer Technicoat Ltd. ในขณะที่ชิ้นงานทังสเตนมักจะถูกอัดเข้าด้วยกันจากผงโลหะที่อุณหภูมิและความดันสูง พบวิธีการผลิตสารประกอบอย่างอ่อนโยน คือ ทังสเตนสะสมอยู่บนสายไฟจากส่วนผสมที่เป็นก๊าซโดยใช้กระบวนการทางเคมีที่อุณหภูมิปานกลาง นี่เป็นครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จในการผลิตทังสเตนที่เสริมด้วยเส้นใยทังสเตน โดยให้ผลลัพธ์ที่ต้องการ: ความทนทานต่อการแตกหักของสารประกอบใหม่ได้เพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าเมื่อเทียบกับทังสเตนไร้เส้นใยหลังการทดสอบครั้งแรก

ขั้นตอนที่สองคือการตรวจสอบว่าสิ่งนี้ทำงานอย่างไร ปัจจัยชี้ขาดได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสะพานไฟเบอร์แตกในเมทริกซ์และสามารถกระจายพลังงานที่ออกฤทธิ์เฉพาะที่ในวัสดุได้ ในด้านหนึ่งจุดเชื่อมต่อระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ทังสเตนจะต้องอ่อนแอพอที่จะหลีกทางเมื่อเกิดรอยแตกร้าว และอีกด้านหนึ่งต้องแข็งแรงพอที่จะส่งแรงระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ ในการทดสอบการดัดงอ สามารถสังเกตได้โดยตรงโดยการตรวจเอกซเรย์ไมโครโตโมกราฟี สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงการทำงานพื้นฐานของวัสดุ

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับประโยชน์ของวัสดุก็คือความเหนียวที่เพิ่มขึ้นจะยังคงอยู่เมื่อมีการนำไปใช้ Johann Riesch ตรวจสอบสิ่งนี้โดยการตรวจสอบตัวอย่างที่มีการเปราะโดยการบำบัดด้วยความร้อนก่อนหน้านี้ เมื่อตัวอย่างถูกฉายรังสีซินโครตรอนหรือวางไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การยืดและการดัดงอตัวอย่างในกรณีนี้ยังช่วยยืนยันคุณสมบัติของวัสดุที่ได้รับการปรับปรุงอีกด้วย: หากเมทริกซ์ล้มเหลวเมื่อเกิดความเครียด เส้นใยจะสามารถเชื่อมรอยแตกร้าวที่เกิดขึ้นและหยุดยั้งพวกมันได้

หลักการในการทำความเข้าใจและการผลิตวัสดุใหม่จึงได้รับการแก้ไข ขณะนี้ตัวอย่างจะต้องได้รับการผลิตภายใต้เงื่อนไขของกระบวนการที่ได้รับการปรับปรุงและด้วยอินเทอร์เฟซที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ วัสดุใหม่นี้อาจเป็นที่สนใจนอกเหนือจากการวิจัยฟิวชั่น