Volfram, ayniqsa, issiq termoyadroviy plazmani o'rab turgan idishning yuqori kuchlanishli qismlari uchun material sifatida juda mos keladi, u eng yuqori erish nuqtasiga ega bo'lgan metalldir. Biroq, kamchilik uning mo'rtligi bo'lib, stress ostida uni mo'rt va shikastlanishga moyil qiladi. Garchingdagi Maks Plank Plazma Fizikasi Instituti (IPP) tomonidan yangi, bardoshli birikma material ishlab chiqilgan. U qoplangan volfram simlari o'rnatilgan bir hil volframdan iborat. Texnik-iqtisodiy asoslash yangi birikmaning asosiy yaroqliligini ko'rsatdi.

IPPda olib borilgan tadqiqotning maqsadi quyosh kabi atom yadrolarining sintezidan energiya oladigan elektr stantsiyasini ishlab chiqishdir. Amaldagi yoqilg'i past zichlikdagi vodorod plazmasidir. Termoyadroviy olovni yoqish uchun plazma magnit maydonlarda yopilishi va yuqori haroratgacha qizdirilishi kerak. Yadroda 100 million darajaga erishiladi. Volfram issiq plazma bilan bevosita aloqa qiladigan komponentlar uchun material sifatida juda istiqbolli metalldir. Buni IPPda olib borilgan keng qamrovli tekshiruvlar ko'rsatdi. Shu paytgacha hal etilmagan muammo materialning mo'rtligi edi: volfram elektr stantsiyasi sharoitida o'zining mustahkamligini yo'qotadi. Mahalliy stress - kuchlanish, cho'zish yoki bosim - materialning biroz yo'l qo'yilishi bilan bartaraf etilmaydi. Buning o'rniga yoriqlar hosil bo'ladi: komponentlar shuning uchun mahalliy ortiqcha yuklanishga juda sezgir.

Shuning uchun IPP mahalliy keskinlikni taqsimlashga qodir tuzilmalarni qidirdi. Model sifatida tola bilan mustahkamlangan keramika xizmat qildi: Masalan, mo'rt kremniy karbid kremniy karbid tolalari bilan mustahkamlanganda besh baravar qattiqroq bo'ladi. Bir necha dastlabki tadqiqotlardan so'ng, IPP olimi Iogann Riesch xuddi shunday davolashning volfram metalli bilan ishlashi mumkinligini tekshirishi kerak edi.

Birinchi qadam yangi materialni ishlab chiqarish edi. Volfram matritsasi soch kabi yupqa ekstrudirovka qilingan volfram simidan iborat qoplangan uzun tolalar bilan mustahkamlanishi kerak edi. Dastlab Osram GmbH tomonidan ta'minlangan lampochkalar uchun nurli filamentlar sifatida mo'ljallangan simlar. IPPda ularni qoplash uchun turli materiallar, shu jumladan erbiy oksidi o'rganildi. Keyin butunlay qoplangan volfram tolalari parallel yoki o'ralgan holda birlashtirildi. Simlar orasidagi bo'shliqlarni volfram bilan to'ldirish uchun Iogan Riesch va uning hamkasblari ingliz sanoat hamkori Archer Technicoat Ltd bilan birgalikda yangi jarayonni ishlab chiqdilar. Holbuki, volfram ish qismlari odatda yuqori harorat va bosim ostida metall kukunidan bir-biriga presslanadi. birikma hosil qilishning yumshoq usuli topildi: volfram o'rtacha haroratda kimyoviy jarayonni qo'llash orqali gazsimon aralashmaning simlariga yotqiziladi. haroratlar. Bu birinchi marta volfram tolasi bilan mustahkamlangan volfram muvaffaqiyatli ishlab chiqarildi va kerakli natijaga erishildi: birinchi sinovlardan so'ng yangi birikmaning sinish chidamliligi tolasiz volframga nisbatan uch baravar oshdi.

Ikkinchi qadam bu qanday ishlashini tekshirish edi: hal qiluvchi omil shundaki, tolalar matritsadagi yoriqlarni ko'paytiradi va materialda mahalliy ta'sir qiluvchi energiyani taqsimlay oladi. Bu erda tolalar va volfram matritsasi o'rtasidagi interfeyslar, bir tomondan, yoriqlar paydo bo'lganda yo'l qo'yadigan darajada zaif bo'lishi kerak, boshqa tomondan, tolalar va matritsa o'rtasidagi kuchni o'tkazish uchun etarlicha kuchli bo'lishi kerak. Bükme sinovlarida buni to'g'ridan-to'g'ri rentgen mikrotomografiyasi yordamida kuzatish mumkin edi. Bu materialning asosiy ishlashini ko'rsatdi.

Biroq, materialning foydaliligi uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega, u qo'llanilganda mustahkamlangan mustahkamlik saqlanib qoladi. Iogann Rish buni oldingi termal ishlov berish natijasida mo'rt bo'lgan namunalarni tekshirish orqali tekshirdi. Namunalar sinxrotron nurlanishiga duchor bo'lganda yoki elektron mikroskop ostiga qo'yilganda, ularni cho'zish va bükme ham bu holda materialning yaxshilangan xususiyatlarini tasdiqladi: Agar matritsa kuchlanish paytida ishlamay qolsa, tolalar paydo bo'lgan yoriqlarni ko'paytirishga va ularni to'sib qo'yishga qodir.

Shunday qilib, yangi materialni tushunish va ishlab chiqarish tamoyillari aniqlanadi. Endi namunalar yaxshilangan texnologik sharoitlarda va optimallashtirilgan interfeyslar bilan ishlab chiqariladi, bu keng ko'lamli ishlab chiqarish uchun zaruriy shartdir. Yangi material termoyadroviy tadqiqotlar doirasidan tashqarida ham qiziqish uyg'otishi mumkin.