Ученые совместили два металла с 3D-печатью и создали новый материал для термоядерного реактора

Ученые Университета науки и технологий МИСиС и Научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры разработали новый композит для термоядерных реакторов. Пористую основу напечатали из тугоплавкого металла, а внутрь поместили другой, хорошо проводящий тепло.

Специалисты изготовили образцы из вольфрама — самого тугоплавкого металла. Для этого использовали одну из технологий 3D-печати металлом — селективное лазерное плавление: металлический порошок послойно наплавляли лазерным лучом высокой мощности. Так ученые получили пористые образцы без дефектов. Их плотность в сравнении с плотностью сплошного вольфрама составила 96,7%. Затем в поры поместили расплавленную медь. Ученые выяснили, что оптимальнее всего делать это при 1250 градусах в вакууме.

Механические испытания показали, что полученный композит гораздо пластичнее чистого вольфрама: он выдерживал деформацию до 35% без разрушения. Ученые также установили, что с уменьшением пор снижается теплопроводность и возрастает прочность образцов.

Ученые планируют создать макеты компонентов термоядерного реактора, обращенных к плазме, — они должны выдерживать высокие температуры. Рассчитывают, что высокая прочность материала и наличие в составе меди позволят сделать такие компоненты долговечнее. Макеты пройдут испытания в условиях, приближенных к реальным в реакторе.