Wolfram is benammen geskikt as materiaal foar heul beklamme dielen fan it skip dy't in heule fúzjeplasma omslute, it is it metaal mei it heechste rylpunt.In neidiel is lykwols syn brittleness, dy't ûnder stress makket it kwetsber en gefoelich foar skea.In nij, mear elastysk gearstald materiaal is no ûntwikkele troch Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) by Garching.It bestiet út homogene wolfraam mei coated wolfraam triedden ynbêde.In helberheidsstúdzje hat krekt de basisgeskiktens fan 'e nije ferbining sjen litten.

It doel fan it ûndersyk útfierd by IPP is it ûntwikkeljen fan in sintrale dy't, lykas de sinne, enerzjy ûntliend is út fúzje fan atoomkearnen.De brânstof dy't brûkt wurdt is in wetterstofplasma mei lege tichtheid.Om it fúzjefjoer te ûntstean, moat it plasma opsletten wurde yn magnetyske fjilden en ferwaarme ta in hege temperatuer.Yn 'e kearn wurdt 100 miljoen graden berikt.Wolfram is in tige kânsryk metaal as materiaal foar komponinten dy't yn direkt kontakt komme mei it waarme plasma.Dat is oantoand troch wiidweidige ûndersiken by IPP.In oant no ta net oplost probleem wie lykwols de brosheid fan it materiaal: wolfraam ferliest syn taaiens ûnder enerzjysintralebetingsten.Lokale stress - spanning, stretching of druk - kin net ferwidere wurde troch it materiaal dat in bytsje foarkomt.Skuorren foarmje ynstee: Ûnderdielen reagearje dêrom hiel gefoelich foar lokale overloading.

Dêrom socht IPP nei struktueren dy't lokale spanningen kinne fersprieden.Fiber-fersterke keramyk tsjinne as modellen: Bygelyks, bros silisiumkarbid wurdt makke fiif kear sa taai doe't fersterke mei silisiumkarbid fezels.Nei in pear foarûndersiken wie IPP-wittenskipper Johann Riesch om te ûndersykjen oft ferlykbere behanneling kin wurkje mei wolfraammetaal.

De earste stap wie om it nije materiaal te meitsjen.In wolfraam matrix moast wurde fersterke mei coated lange fezels besteande út extruded wolfraam tried tin as hier.De triedden, oarspronklik bedoeld as ljochte gloeilampen foar gloeilampen, waarden levere troch Osram GmbH.Ferskate materialen foar it coating harren waarden ûndersocht by IPP, ynklusyf erbium okside.De folslein coated wolfraam fezels waarden dan bunched tegearre, itsij parallel of braided.Om folje de gatten tusken de triedden mei wolfraam Johann Riesch en syn meiwurkers doe ûntwikkele in nij proses yn gearhing mei Ingelske yndustry partner Archer Technicoat Ltd. sêfte metoade foar it produsearjen fan de ferbining waard fûn: De wolfraam wurdt dellein op de triedden út in gasfoarmige mingsel troch it tapassen fan in gemysk proses by matige temperatueren.Dit wie de earste kear dat wolfraam fersterke wolfraam mei súkses produsearre waard, mei it winske resultaat: De breuktaaiheid fan 'e nije ferbining wie nei de earste testen al fertrijefâldige yn relaasje ta fiberless wolfraam.

De twadde stap wie om te ûndersykjen hoe't dat wurket: De beslissende faktor blykte te wêzen dat de fezels skuorren yn 'e matrix oerbrêgje en de lokaal wurkende enerzjy yn it materiaal ferspriede kinne.Hjir moatte de ynterfaces tusken fezels en de wolfraammatrix, oan 'e iene kant, swak genôch wêze om plak te jaan as barsten foarmje en oan' e oare sterk genôch wêze om de krêft tusken de fezels en matrix oer te dragen.By bûgtests koe dit direkt wurde waarnommen troch middel fan röntgenmikrotomografy.Dit toande de basisfunksje fan it materiaal oan.

Beslissend foar it nut fan it materiaal is lykwols dat de ferbettere taaiens behâlden wurdt as it wurdt tapast.Johann Riesch kontrolearre dit troch te ûndersykjen fan samples dy't troch foarôfgeande termyske behanneling bros wiene.Doe't de samples waarden ûnderwurpen oan synchrotron strieling of set ûnder de elektroanenmikroskoop, stretching en bûgen se ek befêstige yn dit gefal de ferbettere materiaal eigenskippen: As de matrix mislearret doe't beklamme, de fezels binne by steat om te brêge de barsten foarkommende en stem se.

De prinsipes foar it begripen en produsearjen fan it nije materiaal binne sa fêstlein.Samples moatte no produsearre wurde ûnder ferbettere prosesbetingsten en mei optimalisearre ynterfaces, dit is de betingst foar grutskalige produksje.It nije materiaal kin ek bûten it mêd fan fúzjeûndersyk fan belang wêze.