劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员最近报告了从核聚变中获得的净能量。核聚变能源的这一突破是为成千上万的家庭提供碳中性电力的一大步。
科学家们太平洋西北国家实验室(PNNL)和弗吉尼亚理工学院(Virginia Polytechnic Institute)以及州立大学(Virginia Tech)正在帮助实现这一目标，他们展示了如何利用贝壳的结构来改善用于高科技核聚变反应堆的重钨合金。
“这是第一次在如此小的长度尺度上观察这些材料界面的研究，”该研究论文的第一作者雅各布·哈格(Jacob Haag)说。“通过这样做，我们揭示了一些控制材料韧性和耐久性的基本机制。”
太阳由核聚变提供能量。因此，熔合过程会产生大量的热量。
但在将聚变能用作能源之前，研究人员必须制造出能够承受极端高温和辐射的核聚变反应堆。
因为钨是熔点最高的金属之一，所以钨是首选。当钨与微量的其他金属混合时，就会产生一种比钨本身更硬、同时保持高熔点的合金。
此外，材料的拉伸强度和断裂韧性等性能可以通过热处理来改变。例如，一种特殊的热轧方法可以生产出微结构类似贝壳的重钨合金。
Haag说:“我们想了解为什么这些材料在金属和合金中表现出几乎前所未有的机械性能。”
Haag和他的同事使用扫描透射电子显微镜、能量色散x射线能谱和原子探针断层扫描来绘制材料接触的纳米级成分，以分析合金的微观结构。
这种珍珠状结构有两个不同的相，组成了钨重合金。研究结果表明，不同相之间的牢固结合，包括密切相关的“硬”和“韧性”，赋予了钨重合金巨大的强度。
PNNL计算科学家、该论文的合著者Wahyu Setyawan说:“虽然这两种不同的相形成了一种坚韧的复合材料，但它们对制备高质量的样品进行表征提出了重大挑战。”
“我们的团队成员在这方面做得很好，这使我们能够揭示相间边界的详细结构以及跨越这些边界的化学梯度。”
最近的研究结果发表在科学报告．
 and Virginia Polytechnic Institute, and State University (Virginia Tech) are helping to achieve this goal by […]&media=//www.shenggeheng.com/wp-content/uploads/2023/01/image-381.png){kind=link}