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【中国团队研制出“超级材料”，可承受1.5亿℃的核聚变反应】
据中国研发人员称 ， 一种高纯度、高强度的钨已经被制造出来 ， 这种钨可以用于核聚变反应堆 。
1.中国生产“最抗拉”纯钨 ， 可用于“人造太阳”
钨是最重、最硬的自然元素之一 ， 在所有金属中熔点最高（3410℃） ， 可以提高在极端环境中使用的设备的性能 。 但它也很脆弱 ， 完全由钨粉制成的部件在拉伸或受力时很容易开裂或破裂 。
图源：路透社
在大多数实际应用中 ， 材料科学家必须添加如镍、铜或铁等较软的元素来提高产品的延展性 。 在上个月发表在顶级国际同行评议期刊ACTA MATERIALIA上的一篇论文中 ， 合肥固体物理研究所的吴教授领导的一个研究团队表示 ， 他们已经生产出一大块纯钨 ， 室温下的抗拉强度达到了1.35吉帕 ， 比目前使用的大多数钨合金都要强 。
参与这项研究的科学家方教授周二表示：“钨的纯度越高 ， 产生聚变能源的风险就越低” 。 中国的反应堆（人造太阳）可能会通过核聚变产生几乎无穷无尽的清洁能源 ， 但是要产生能量 ， 聚变反应堆需要将氢气加热到1.5亿摄氏度 ， 这是太阳核心温度的10倍 。 气体将被笼罩在强大的磁场中 ， 而反应堆的内壁仍将暴露在高温、压力和辐射下 ， 这是大多数现有材料无法承受的极端环境 。
一堵用纯钨砌成的墙可以应对这些挑战 ， 并且能使一个聚变电厂运行数年甚至数十年 。 方教授表示：“在最好的情况下 ， 我们希望在壁材中除了钨以外什么都不要 ， 因为杂质会对聚变反应造成一些不可预测的干扰 。 ”多年来 ， 科学家们一直在为此而努力 。
2.中国钨矿储量占全球80% ， 新技术可轻松量产
中国拥有世界上最大的钨矿储量 。 根据美国地质调查局的数据 ， 中国企业2019年的钨产量约为7万吨 ， 占全球总产量的80%以上 。 合肥团队表示 ， 他们新批量的材料技术相对简单 ， 可以很容易地进行大规模生产 。
由于大多数工业炉的工作温度低于1800摄氏度 ， 远低于该金属的熔化温度 ， 因此钨不能用铸造法加工 。 取而代之的是 ， 工人们将细钨粉填入模具 ， 并将其加热到2200摄氏度以上 ， 直到粉末凝结成晶体 。
不过 ， 吴教授和他的同事们将温度降低了五分之一以上 ， 然后用热锤锻造钨 。 这种独特的处理方法产生了一种以前没有人见过的晶体结构 ， 单个晶体的尺寸比正常晶体小几分 ， 而且晶体呈层状堆积 。
图源：中国科学院
研究人员称 ， 在这些晶体层中形成了一些随机但分布广泛的裂缝 。 传统上来说 ， 这种裂缝的出现并不是好事 ， 但研究人员表示 ， 在原子水平上 ， 这些微小的断层可以允许晶体相互自由移动 。 这些运动有助于吸收冲击的能量 ， 使材料坚固而有弹性 。
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