Wolframass besonnesch gëeegent als Material fir héich betount Deeler vum Schiff, deen e waarme Fusiounsplasma ëmschléit, et ass d'Metall mat dem héchste Schmelzpunkt.En Nodeel ass awer seng Brëtschegkeet, déi ënner Stress et fragil an ufälleg fir Schued mécht.En neien, méi elastesche Verbindungsmaterial gouf elo vum Max Planck Institut fir Plasma Physik (IPP) zu Garching entwéckelt.Et besteet aus homogenwolframmat BeschichteteWolfram Drotagebaut.Eng Machbarkeetstudie huet just d'Basis Eegenheet vun der neier Verbindung gewisen.

D'Zil vun der Fuerschung, déi um IPP gemaach gëtt, ass eng Kraaftwierk z'entwéckelen, déi, wéi d'Sonn, Energie aus der Fusioun vun Atomkäre kritt.De Brennstoff benotzt ass e Waasserstoffplasma mat niddereger Dicht.Fir d'Fusiounsfeier z'ënnerbriechen, muss de Plasma a magnetesche Felder agespaart ginn an op eng héich Temperatur erhëtzt ginn.Am Kär ginn 100 Millioune Grad erreecht.Wolframass en héichverspriechend Metall als Material fir Komponenten déi direkt mam waarme Plasma a Kontakt kommen.Dëst gouf duerch extensiv Ermëttlungen bei IPP bewisen.E bis elo ongeléiste Problem war awer d'Brëtzlechkeet vum Material:Wolframverléiert seng Zähegkeet ënner Kraaftwierkbedingungen.Lokal Belaaschtung - Spannungen, Stretching oder Drock - kann net duerch d'Material liicht ofgeléist ginn.Rëss Form amplaz: Komponente reagéieren also ganz sensibel op lokal Iwwerlaaschtung.

Dofir huet d'IPP no Strukture gesicht, déi fäeg sinn lokal Spannungen ze verdeelen.Fiberverstäerkt Keramik huet als Modeller gedéngt: Zum Beispill gëtt brécheg Siliziumkarbid fënnef Mol méi haart gemaach wann se mat Siliziumkarbidfaser verstäerkt ginn.No e puer Virstudien sollt den IPP-Wëssenschaftler Johann Riesch ënnersichen, ob eng ähnlech Behandlung mat Wolframmetall funktionéiere kann.

Den éischte Schrëtt war dat neit Material ze produzéieren.Awolframn Matrixentgasung huet mat Beschichtete laang Faseren verstäerkt aus extrudedWolfram Drotdënn wéi Hoer.D'Drähten, ursprénglech als luminéis geduechtFilamenterfir Glühbirnen, wou vun Osram GmbH geliwwert.Verschidde Materialien fir se ze beschichten goufen um IPP ënnersicht, dorënner Erbiumoxid.Déi komplett BeschichteteWolfram Faserengoufen dann zesummen gebonnen, entweder parallel oder geflecht.Fir d'Lücken tëscht den Drot mat Wolfram auszefëllen, huet de Johann Riesch a seng Mataarbechter dunn en neie Prozess a Verbindung mam engleschen Industriepartner Archer Technicoat Ltd entwéckelt. sanft Method fir d'Verbindung ze produzéieren gouf fonnt: D'wolframgëtt op d'Drähten aus enger gasformer Mëschung deposéiert andeems e chemesche Prozess bei moderéierten Temperaturen applizéiert gëtt.Dëst war déi éischte Kéier, dattWolfram-Faser-verstäerkt Wolframgouf erfollegräich produzéiert, mam gewënschten Resultat: D'Brochhärkeet vun der neier Verbindung war schonn no den éischten Tester am Zesummenhang mat fiberlosen Wolfram verdräifacht.

Den zweete Schrëtt war et z'ënnersichen, wéi dat funktionéiert: Den entscheedende Faktor huet sech bewisen, datt d'Faseren Rëss an der Matrix iwwerbrécken an déi lokal wierksam Energie am Material verdeele kënnen.Hei mussen d'Schnëttplazen tëscht Faseren an der Wolfram Matrix engersäits schwaach genuch sinn, fir sech z'erhiewen, wann Rëss entstinn, an op der anerer Säit staark genuch sinn, fir d'Kraaft tëscht de Faseren an der Matrix ze iwwerdroen.Bei Béi Tester konnt dëst direkt duerch Röntgenmikrotomographie observéiert ginn.Dëst huet d'Basisfunktioun vum Material bewisen.

Entscheedend fir d'Nëtzlechkeet vum Material ass awer datt déi verstäerkte Zähegkeet erhale bleift wann et applizéiert gëtt.De Johann Riesch huet dat iwwerpréift andeems d'Proben ënnersicht hunn, déi duerch d'virdrun thermesch Behandlung verschmolzen goufen.Wann d'Proben ënner Synchrotronenstrahlung ënnerworf goufen oder ënner dem Elektronenmikroskop gesat goufen, ausdehnen an ze béien hunn se och an dësem Fall déi verbessert Materialeigenschaften bestätegt: Wann d'Matrix fällt wann se betount, kënnen d'Faseren d'Rëss iwwerbrécken, déi optrieden an se stéieren.

D'Prinzipien fir dat neit Material ze verstoen an ze produzéieren sinn also festgeluecht.Echantillon sollen elo ënner verbesserte Prozessbedéngungen a mat optimiséierten Interfaces produzéiert ginn, dat ass d'Viraussetzung fir grouss Produktioun.Dat neit Material kéint och iwwer dem Gebitt vun der Fusiounsfuerschung interessant sinn.