استراتژی جدید برای ساخت تنگستن خالص

نوعی تنگستن خالص فله ای با کارایی بالا با استحکام بالا و شکل پذیری عالی در دمای پایین، اخیراً توسط یک تیم تحقیقاتی مشترک از مؤسسه فیزیک حالت جامد، مؤسسه علوم فیزیکی هیفی (HFIPS)، آکادمی علوم چین (CAS) ساخته شده است. و دانشگاه شیان جیائوتنگ.

تحقیقات مرتبط در Acta Materialia منتشر شده است.

تنگستن (W) و آلیاژهای آن با عملکرد خوب خود توجه زیادی را به خود جلب کرده است. اما W خالص دارای شکنندگی ذاتی است و مستعد شکنندگی عملیاتی توسط درشت شدن دانه و تابش نوترون است.

در این تحقیق، دانشمندان از طریق تف جوشی پودرهای W فعال شده با روش پخت در دمای پایین، دال W حجیم با چگالی بالا با اندازه دانه 8.9 میکرومتر به دست آوردند. کار گرم بعدی HERF دانه ها را بیشتر اصلاح کرد و دانه های ماتریس لایه ای را با دانه های فرعی ریز داخلی فراوان و تراکم بالای لبه های متحرک و نابجایی های مخلوط ساخت. اثرات محافظتی و کندی ناشی از مرزهای دانه با زاویه کم و نابجایی های بسیار متحرک، و ساختار لایه لایه ای اثر سفت شدن لایه لایه شدن، مکانیسم های اصلی برای بهبود شکل پذیری و استحکام در دمای پایین هستند.

به گفته تیم، عملکرد این W حجیم ریز دانه فوق العاده بود.

در دمای اتاق، قدرت تسلیم آن 1302 مگاپاسکال است که از سایر مواد تنگستن فله گزارش شده بیشتر است. شکل‌پذیری کششی آشکار شناسایی شد، که اولین بار بود که کرنش کششی در دمای اتاق برای محصولات تنگستن حجیم به دست آمد.

محققان همچنین عملکرد کششی آن را در دماهای بالا آزمایش کردند. استحکام کششی نهایی و ازدیاد طول کل در 600 ^درجه سانتیگراد همچنان به ترتیب در سطح بالای 843 مگاپاسکال و 10.2 درصد باقی مانده است. استحکام بسیار بالاتر از مواد تنگستن حجیم گزارش شده قبلی در دماهای آزمایش شده است.

Xuebang Wu، که این تحقیق را انجام داد، گفت: “دانه تا حدود 1.3 میکرومتر تصفیه شد، که به خواص درخشان این ماده در دمای پایین کمک می کند.”

او ساختار تنگستن فله را بیشتر توضیح داد. اثر هم افزایی ساختارهای دانه‌ای دراز لایه‌ای، نسبت بالای مرزهای دانه با زاویه کم، و نابجایی‌های بسیار متحرک، شکل‌پذیری و استحکام در دمای پایین را تضمین می‌کند.

Wu گفت: «W خالص فله ای با کارایی بالا آماده شده چشم انداز کاربرد خوبی در راکتورهای همجوشی و صنایع دمای بالا دارد و ما معتقدیم که این استراتژی یک مسیر عملی و کم هزینه برای طراحی فلزات و آلیاژهای نسوز با کارایی بالا است.»

– این بیانیه مطبوعاتی در اصل در وب سایت موسسه علوم فیزیکی Hefei، آکادمی علوم چین منتشر شده است