Wolframis veral geskik as materiaal vir hoogs gespanne dele van die houer wat 'n warm smeltplasma omsluit, dit is die metaal met die hoogste smeltpunt.’n Nadeel is egter sy brosheid, wat dit onder stres broos en vatbaar maak vir skade.’n Nuwe, meer veerkragtige saamgestelde materiaal is nou ontwikkel deur Max Planck Instituut vir Plasma Fisika (IPP) by Garching.Dit bestaan ​​uit homogenewolframmet bedekwolfram dradeingebed.'n Uitvoerbaarheidstudie het pas die basiese geskiktheid van die nuwe verbinding getoon.

Die doel van die navorsing wat by IPP gedoen is, is om 'n kragsentrale te ontwikkel wat, soos die son, energie verkry uit samesmelting van atoomkerne.Die brandstof wat gebruik word, is 'n laedigtheid waterstofplasma.Om die samesmeltingsvuur aan die brand te steek, moet die plasma in magnetiese velde opgesluit word en tot 'n hoë temperatuur verhit word.In die kern word 100 miljoen grade bereik.Wolframis 'n hoogs belowende metaal as materiaal vir komponente wat in direkte kontak met die warm plasma kom.Dit is gedemonstreer deur uitgebreide ondersoeke by IPP.'n Tot dusver onopgeloste probleem was egter die brosheid van die materiaal:Wolframverloor sy taaiheid onder kragsentrale toestande.Plaaslike spanning – spanning, strek of druk – kan nie vermy word deur die materiaal wat effens meegee nie.Krake vorm eerder: Komponente reageer dus baie sensitief op plaaslike oorlading.

Daarom het IPP na strukture gesoek wat plaaslike spanning kan versprei.Veselversterkte keramiek het as modelle gedien: Bros silikonkarbied word byvoorbeeld vyf keer so taai gemaak wanneer dit met silikonkarbiedvesels versterk word.Na 'n paar voorlopige studies was die IPP-wetenskaplike Johann Riesch om te ondersoek of soortgelyke behandeling met wolframmetaal kan werk.

Die eerste stap was om die nuwe materiaal te vervaardig.Atungsten matriks moes versterk word met bedekte lang vesels bestaande uit geëxtrudeerdewolfram draaddun soos hare.Die drade, oorspronklik bedoel as ligfilamentevir gloeilampe, waar verskaf deur Osram GmbH.Verskeie materiale om hulle te bedek is by IPP ondersoek, insluitend erbiumoksied.Die heeltemal bedekwolfram veselsis dan saamgebondel, óf parallel óf gevleg.Om die gapings tussen die drade met wolfram te vul, het Johann Riesch en sy medewerkers toe 'n nuwe proses ontwikkel in samewerking met die Engelse nywerheidsvennoot Archer Technicoat Ltd. Terwyl wolframwerkstukke gewoonlik teen hoë temperatuur en druk uit metaalpoeier saamgedruk word, is 'n meer sagte metode om die verbinding te vervaardig is gevind: Diewolframword van 'n gasmengsel op die drade neergesit deur 'n chemiese proses by matige temperature toe te pas.Dit was die eerste keer datwolfraam-vesel-versterkte wolframis suksesvol vervaardig, met die gewenste resultaat: Die breuktaaiheid van die nuwe verbinding het reeds na die eerste toetse in verhouding tot vesellose wolfram verdriedubbel.

Die tweede stap was om te ondersoek hoe dit werk: Die deurslaggewende faktor was dat die vesels krake in die matriks oorbrug en die plaaslik werkende energie in die materiaal kan versprei.Hier moet die koppelvlakke tussen vesels en die wolframmatriks aan die een kant swak genoeg wees om mee te gee wanneer krake vorm en aan die ander kant sterk genoeg wees om die krag tussen die vesels en matriks oor te dra.In buigtoetse kon dit direk deur middel van X-straal mikrotomografie waargeneem word.Dit het die basiese werking van die materiaal gedemonstreer.

Beslissend vir die materiaal se bruikbaarheid is egter dat die verbeterde taaiheid gehandhaaf word wanneer dit toegedien word.Johann Riesch het dit nagegaan deur monsters te ondersoek wat bros is deur vorige termiese behandeling.Wanneer die monsters aan sinchrotronbestraling onderwerp is of onder die elektronmikroskoop geplaas is, het die rek en buiging daarvan ook in hierdie geval die verbeterde materiaaleienskappe bevestig: As die matriks misluk wanneer dit onder spanning gebring word, is die vesels in staat om die krake wat voorkom te oorbrug en dit te stuit.

Die beginsels vir die verstaan ​​en vervaardiging van die nuwe materiaal is dus vasgestel.Monsters moet nou onder verbeterde prosestoestande en met geoptimaliseerde koppelvlakke geproduseer word, dit is die voorvereiste vir grootskaalse produksie.Die nuwe materiaal kan ook buite die veld van samesmeltingsnavorsing van belang wees.