來自NUST MISIS和JSC NIIEFA的科學家成功展示了使用混合增材制造技術生產雙金屬材料的方法。這種具有改進性能的鎢銅復合材料將被用于聚變工廠中的等離子體組件(PFC)。
研究表明，這種鎢和銅制成的復合材料在熱物理和機械特性方面不遜色于通過經典方法制造的類似材料。然而，通過混合添加劑技術，可以實現更有效的散熱并提高熱性能，同時延長了循環壽命。
MISIS大學校長Alevtina Chernikova表示，MISIS大學在俄羅斯材料科學領域處于領先地位，其科學家所開發的技術已應用于包括高科技行業在內的各個行業。此次，由年輕科學家Stanislav Chernyshikhin博士領導的研究小組開發了一種用于國產熱核反應堆的新型復合材料。
鎢因其高熔點和物理濺射閾值能量以及低氫同位素保留率而被認為是面向等離子體的組件的主要材料之一。然而，其高硬度和脆性使得加工難度加大。傳統技術通常使用粉末冶金方法，但這種方法無法制造復雜輪廓的產品。
增材制造技術，特別是選擇性激光熔化(SLM)技術，能夠以高分辨率合成復雜形狀的零件，成為金屬產品增材制造最流行和應用的方法之一。然而，由于熔化溫度高、會形成非熔合缺陷、微裂紋以及裝置中各種部件過熱，使用SLM方法生產鎢產品是一項艱巨的任務。
NUST MISIS團隊在研究激光合成鎢的條件后，成功獲得了96.7%的固體樣品相對密度。他們首先制造了類似于彎曲網格或波浪的鎢螺旋骨架結構來制造雙金屬材料，然后在高達1350°C的溫度下讓銅滲透到金屬基體中，并現場監測該過程。
機械測試表明，該復合材料比純鎢更具延展性，可以承受高達35%的變形而不被破壞。此外，大學科學家與JSC NIIEFA一起在寬溫度范圍(高達800°C)內進行了熱擴散率測量，發現隨著結構晶胞尺寸的減小，熱擴散率略有下降，但同時強度特性增加。
未來，研究團隊計劃繼續生產COP原型并進行熱負載循環測試，以模擬接近熱核裝置真實運行條件的影響。
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