Wolfram wzmocniony wolframem
Eksperci pracujący nad kontrolowaną fuzją termojądrową wiedzą, że aby ją przeprowadzić, muszą dysponować materiałem odpornym na działanie wysokich temperatur, z którego powstanie wnętrze reaktora. Materiałem takim jest wolfram, który ma najwyższą ze wszystkich metali temperaturę topnienia wynoszącą 3422 stopnie Celsjusza. Jednak jego poważną wadą jest kruchość ujawniająca się w ekstremalnych warunkach, a takie panują w reaktorach. Kruchy materiał, poddany rozciąganiu czy ściskaniu ulega uszkodzeniom.
Niemieccy naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy Maksa Plancka (IPP) znaleźli rozwiązanie tego problemu. Wzmocnili wolfram włóknami wolframu. Za wzór posłużyła im wzmacniana ceramika. Kruchy węglik krzemu staje się pięciokrotnie bardziej wytrzymały po wzmocnieniu włóknami węglika krzemu.
Johann Riesch i jego koledzy postanowili sprawdzić, czy podobna strategia będzie skuteczna w przypadku wolframu. Najpierw trzeba stworzyć odpowiedni materiał. Wolframową matrycę pokryli warstwą włókien, które zostały dostarczone przez firmę Osram i pierwotnie miały posłużyć do produkcji żarników w żarówkach. Włókna w ramach eksperymentów pokrywano różnymi materiałami, w tym tlenkiem erbu. Układano je następnie albo równolegle, albo przeplatano na kształt warkocza. Aby wypełnić szczeliny między włóknami opracowano, we współpray z brytyjską firmą Archer Technicoat, nową technikę produkcji wolframowych powierzchni. Zwykle elementy takie pozyskuje się poprzez spiekanie w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem proszku wolframowego. Nowa metoda jest znacznie bardziej delikatna. Polega ona na osadzaniu wolframu z fazy gazowej w niskich temperaturach. Już pierwsze testy wykazały, że tak przygotowany materiał jest trzykrotnie mniej kruchy niż wolfram bez włókien.
Szczegółowe badania pokazały, że włókna spinają pęknięcia i rozprowadzają energię naprężeń po materiale. Co najważniejsze, właściwości wzmonionego materiału są zachowane po poddaniu go oddziaływaniu czynników, powodujących, że niewzmocniony wolfram staje się kruchy.
Komentarze (2)
dexx, 29 maja 2013, 16:04
Wydaje mi się, że portal o takim charakterze jak Kopalnia Wiedzy powinien zawierać artykuły z temperaturą podaną w Kelwinach. Wiem, że przeciętnemu Kowalskiemu łatwiej jest zobrazować sobie stopnie Celsjusza, ale dobrym zwyczajem jest promowanie jednostek SI.
antykwant, 29 maja 2013, 19:53
A mnie się wydaje, że nie ma to najmniejszego wpływu na przekaz wiedzy na tym portalu Popularnonaukowym.