Övünenen yüksek erime ve kaynama noktalarıbilinen tüm elementlerintungstenaşırı sıcaklıklar içeren uygulamalar için popüler bir seçim haline gelmiştir.ampul filamanları, ark kaynağı, radyasyon kalkanıve daha yakın zamanlarda olduğu gibiplazmaya bakan malzemeITER Tokamak gibi füzyon reaktörlerinde.

Fakat,tungsten'in doğal kırılganlığıve eklemeli imalat sırasında meydana gelen mikro çatlaklar (3 boyutlu baskı) ilenadir metalyaygın olarak benimsenmesine engel olmuştur.

Bu mikro çatlakların nasıl ve neden oluştuğunu karakterize etmek için Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) bilim adamları, termomekanik simülasyonları, lazer toz yataklı füzyon (LPBF) metal 3 boyutlu baskı işlemi sırasında çekilen yüksek hızlı videolarla birleştirdi.Daha önceki araştırmalar inşaat sonrası çatlakların incelenmesiyle sınırlıyken, bilim insanları ilk kez tungstendeki sünek-kırılgan geçişi (DBT) gerçek zamanlı olarak görselleştirebildiler ve bu da onların metal olarak mikro çatlakların nasıl başladığını ve yayıldığını gözlemlemelerine olanak tanıdı. ısıtılır ve soğutulur.Ekip, mikro çatlama olgusunu artık gerilim, gerinim hızı ve sıcaklık gibi değişkenlerle ilişkilendirmeyi başardı ve çatlamaya DBT'nin neden olduğunu doğruladı.

Araştırmacılar, yakın zamanda Acta Materialia dergisinde yayınlanan ve prestijli MRS Bülteni'nin Eylül sayısında yer alan çalışmanın, bilgisayarlarda çatlamanın ardındaki temel mekanizmaları ortaya çıkardığını söyledi.3 boyutlu baskılı tungstenve metalden çatlaksız parçalar üretmeye yönelik gelecekteki çabalar için bir temel oluşturuyor.

“Eşsiz özelliklerinden dolayıtungstenEş-baş araştırmacı Manyalibo "Ibo" Matthews, "Enerji Bakanlığı ve Savunma Bakanlığı için göreve özel uygulamalarda önemli bir rol oynadı" dedi."Bu çalışma, yeni katmanlı imalat işleme alanına giden yolu açmaya yardımcı oluyortungstenbunun bu misyonlar üzerinde önemli bir etkisi olabilir.”

Araştırmacılar, LLNL'nin Diablo sonlu eleman kodunu kullanarak gerçekleştirilen deneysel gözlemler ve hesaplamalı modelleme yoluyla, tungstendeki mikro çatlamanın 450 ila 650 derece Kelvin arasındaki küçük bir pencerede meydana geldiğini ve süreç parametrelerinden doğrudan etkilenen gerinim oranına bağlı olduğunu buldular.Ayrıca çatlaktan etkilenen alanın boyutunu ve çatlak ağı morfolojisini yerel artık gerilimlerle ilişkilendirebildiler.

Makalenin başyazarı ve eş-baş araştırmacısı Lawrence Fellow Bey Vrancken, deneyleri tasarlayıp gerçekleştirdi ve ayrıca veri analizinin çoğunu gerçekleştirdi.

Vrancken, "Tungstenin kırılmasında bir gecikme olacağını varsaymıştım, ancak sonuçlar beklentilerimi fazlasıyla aştı" dedi."Termomekanik model, tüm deneysel gözlemlerimiz için bir açıklama sağladı ve her ikisi de DBT'nin gerinim hızına bağımlılığını yakalayacak kadar ayrıntılıydı.Bu yöntemle, tungstenin LPBF'si sırasında çatlamayı ortadan kaldıracak en etkili stratejileri belirlemek için mükemmel bir araca sahibiz."

Araştırmacılar, çalışmanın, süreç parametrelerinin ve eriyik geometrisinin çatlak oluşumu üzerindeki etkisine ilişkin ayrıntılı ve temel bir anlayış sağladığını ve malzeme bileşiminin ve ön ısıtmanın tungsten ile basılmış parçaların yapısal bütünlüğü üzerindeki etkisini gösterdiğini söyledi.Ekip, belirli alaşım elementlerinin eklenmesinin DBT geçişini azaltmaya ve metali güçlendirmeye yardımcı olabileceği, ön ısıtmanın ise mikro çatlakları azaltmaya yardımcı olabileceği sonucuna vardı.

Ekip, sonuçları, süreç ve alaşım modifikasyonları gibi mevcut çatlak hafifletme tekniklerini değerlendirmek için kullanıyor.Araştırmacılar, çalışma için geliştirilen teşhislerle birlikte bulguların, Laboratuvarın zorlu ortamlara dayanabilecek, çatlaksız tungsten parçalarının 3 boyutlu basımına yönelik nihai hedefi açısından çok önemli olacağını söyledi.