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美国研究发现钨用于核聚变及航天叶片涂层的热管理

研究人员发现了金属钨在导热性能上的新应用,将会为核聚变反应堆和航天航空技术中耐热材料提供新的选择。

近年来,在追求天然能源和清洁绿色能源方面,核聚变正在成为新能源的重要前沿领域。在核聚变的反应装置中,科学家试图通过将原子融合在一起而产生巨大的能力,以模仿太阳的能量释放过程。但这一放热过程中,温度极高,所以研究院人员一直在深入研究热管理科学,并且发现了一种钨的特殊合金材料。

美国研究发现钨用于核聚变及航天叶片涂层的热管理

来自美国能源部SLAC国家加速器实验室的一项研究显示,基于钨的导热能力新发现中,它具有显著的改善核聚变反应堆装置的潜力。钨可以胜任更高效、更具弹性的核聚变反应堆材料,LAC 高能量密度部门主任、合作者 Siegfried Glenzer 表示:“令我们兴奋的是,我们发现了有可能影响核聚变和其他能源应用的人造材料。设计们的工作,发现了在原子尺度上探测材料能力的方法,为进一步的研究和开发提供了有价值的数据。”

钨并不仅仅是普通金属材料,它不仅坚固,而且还可以承受令人难以置信的高温,并且不会像其他金属那样因热量而变形或削弱。这使得它在快速有效地传导热量方面特别有效,这正是聚变反应堆超热条件下所需要的。钨及其合金的快速热负载也存在于许多航空航天应用中,例如火箭发动机喷嘴、隔热罩和涡轮叶片涂层。了解了钨的热管理原理,将为其核聚变反应堆制造新材料提供了线索,这些新材料在压力下保持冷却效果更好。在这项新研究中,科学家们开发了一种新方法来资质研究钨如何在原子水平上如何控制热量,进行热管理。研究小组着手探索声子散射现象,这是固体材料内晶格振动相互作用的过程,在材料的导热能力中发挥着关键作用。传统上,声子对金属热传输的贡献被低估,而更多地强调电子的作用。通过结合建模和最先进的实验技术,研究小组将揭示了钨中声子的行为。

文章来源:美国能源部

责任编辑:雷达

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