3D打印钨砖在聚变机中经受住严酷测试

3D打印钨砖概述

北卡罗来纳州立大学与橡树岭国家实验室的合作团队成功地在位于圣地亚哥的聚变机中测试了3D打印的钨砖。这些砖块经历了74次等离子体冲击，相当于约四分钟的暴露时间，尽管被邻近砖块溅出的熔融金属影响，仍然完好无损。

打印过程

钨因其约6192°F的高熔点而受到聚变技术的青睐，但其成型难度较大。传统的激光打印方法常常导致钨部件多孔且易于因温度波动而开裂。研究人员采用了电子束粉末床熔融技术，在整个打印过程中保持温度高于2552°F，以防止脆性，这对实现更耐用的最终产品至关重要。

测试与结果

打印出的砖块尺寸约为5.35 x 5.63英寸，由于材料切割，重量略轻于一块实心钨块，安装在DIII-D托卡马克的下部偏转器中。测试涉及高约束模式（H模式）等离子体的暴露，这种设置预计将在未来的发电厂中使用。值得注意的是，这些砖块经受住了强烈的热环境，展示了它们在未来聚变技术应用中的潜力。

未来考虑

尽管初步结果令人鼓舞，但关于砖块在测试期间经历的热负荷及其随时间的磨损仍然存在未解之谜。研究团队计划对砖块进行详细成像和表面扫描，以进一步评估其性能。这些砖块的成功可能为聚变反应堆设计的进步铺平道路，特别是在未来的能源生产努力中。