Вальфрам асабліва падыходзіць у якасці матэрыялу для моцна напружаных частак сасуда, які ахоплівае плазму гарачага сінтэзу, бо гэта метал з самай высокай тэмпературай плаўлення.Недахопам, аднак, з'яўляецца яго далікатнасць, якая пры нагрузцы робіць яго далікатным і схільным да пашкоджанняў.Інстытут фізікі плазмы імя Макса Планка (IPP) у Гархінге распрацаваў новы, больш пругкі складаны матэрыял.Ён складаецца з аднастайнага вальфраму з устаўленымі вальфрамавымі правадамі з пакрыццём.Тэхніка-эканамічнае абгрунтаванне толькі што паказала асноўную прыдатнасць новага злучэння.

Мэтай даследаванняў, якія праводзяцца ў IPP, з'яўляецца распрацоўка электрастанцыі, якая, як і сонца, атрымлівае энергію з сінтэзу атамных ядраў.У якасці паліва выкарыстоўваецца вадародная плазма нізкай шчыльнасці.Каб запаліць тэрмаядзерны агонь, плазму трэба затрымаць у магнітных палях і нагрэць да высокай тэмпературы.У ядры дасягаецца 100 мільёнаў градусаў.Вальфрам з'яўляецца вельмі перспектыўным металам у якасці матэрыялу для кампанентаў, якія непасрэдна кантактуюць з гарачай плазмай.Гэта было прадэманстравана шырокімі расследаваннямі IPP.Аднак да гэтага часу нявырашанай праблемай была далікатнасць матэрыялу: вальфрам губляе сваю трываласць ва ўмовах электрастанцыі.Мясцовае напружанне - расцяжэнне, расцяжэнне або ціск - не можа быць ліквідавана, калі матэрыял крыху саступае.Замест гэтага ўтвараюцца расколіны: таму кампаненты вельмі адчувальна рэагуюць на мясцовую перагрузку.

Таму IPP шукаў структуры, здольныя размяркоўваць лакальнае напружанне.Армаваная валокнамі кераміка служыла ў якасці мадэляў: напрыклад, далікатны карбід крэмнію становіцца ў пяць разоў больш трывалым, калі яго ўмацоўваць валокнамі карбіду крэмнію.Пасля некалькіх папярэдніх даследаванняў навуковец IPP Ёган Рыш павінен быў даследаваць, ці можа падобнае лячэнне працаваць з металам вальфрамам.

Першым крокам было вырабіць новы матэрыял.Вальфрамавую матрыцу трэба было ўмацаваць доўгімі валокнамі з пакрыццём, якія складаюцца з экструдаванага вальфрамавага дроту, тонкага, як волас.Правады, першапачаткова прызначаныя ў якасці святлівых нітак для лямпачак, пастаўляліся кампаніяй Osram GmbH.У IPP даследаваліся розныя матэрыялы для іх пакрыцця, у тым ліку аксід эрбія.Поўнасцю пакрытыя вальфрамавыя валокны затым звязваліся разам, альбо паралельна, альбо ў касу.Каб запоўніць шчыліны паміж правадамі вальфрамам, Ёган Рыш і яго супрацоўнікі распрацавалі новы працэс сумесна з англійскім прамысловым партнёрам Archer Technicoat Ltd. быў знойдзены далікатны метад атрымання злучэння: вальфрам наносіцца на правады з газавай сумесі шляхам прымянення хімічнага працэсу пры ўмераных тэмпературах.Гэта быў першы раз, калі вальфрам, армаваны вальфрамавым валакном, быў паспяхова выраблены з жаданым вынікам: устойлівасць да разбурэння новага злучэння ўжо патроілася ў параўнанні з вальфрамам без валакна пасля першых выпрабаванняў.

Другім крокам было даследаванне таго, як гэта працуе: вырашальным фактарам аказалася тое, што валакна пераадольваюць расколіны ў матрыцы і могуць размяркоўваць лакальна дзеючую энергію ў матэрыяле.Тут інтэрфейсы паміж валокнамі і вальфрамавай матрыцай, з аднаго боку, павінны быць дастаткова слабымі, каб саступіць, калі ўтвараюцца расколіны, і, з другога, быць дастаткова моцнымі, каб перадаць сілу паміж валокнамі і матрыцай.У выпрабаваннях на выгіб гэта можна назіраць непасрэдна з дапамогай рэнтгенаўскай мікратамаграфіі.Гэта прадэманстравала асноўнае функцыянаванне матэрыялу.

Аднак вырашальным для карыснасці матэрыялу з'яўляецца тое, што павышаная трываласць захоўваецца пры яго нанясенні.Ёган Рыш праверыў гэта, даследуючы ўзоры, якія былі далікатнымі ў выніку папярэдняй тэрмічнай апрацоўкі.Калі ўзоры падвергнулі сінхратроннаму выпраменьванню або паставілі пад электронны мікраскоп, расцяжэнне і згінанне таксама пацвердзіла ў гэтым выпадку палепшаныя ўласцівасці матэрыялу: калі матрыца разбураецца пры нагрузцы, валакна здольныя пераадолець расколіны, якія ўзнікаюць, і спыніць іх.

Такім чынам устаноўлены прынцыпы разумення і вытворчасці новага матэрыялу.Цяпер узоры павінны вырабляцца ў палепшаных умовах працэсу і з аптымізаванымі інтэрфейсамі, што з'яўляецца неабходнай умовай для буйнамаштабнай вытворчасці.Новы матэрыял можа прадстаўляць цікавасць і за межамі тэрмаядзерных даследаванняў.