课程介绍
钨（W）由于具有高熔点、高导热率、低溅射产额、低的氚滞留和耐热冲击等优点被认为是未来聚变 堆装置偏滤器和第一壁最有可能使用的面向等离子体材料。针对提高钨基材料的热物理、力学性能和聚变 环境服役性能，国内外开展了大量的研究工作，通过合金化、颗粒弥散强化、钾泡强化和钨纤维强化以及 热塑性加工等方法制备了各种钨基材料。本文主要介绍国内开发的几种大尺寸、高性能钨基面向等离子体 材料的制备方法以及等离子体辐照与热负荷冲击性能。所选钨基材料包括核工业西南物理研究院制备的 W-Y2O3、中科院固体物理研究所制备的 W-ZrC 和四川大学制备的 W-K 合金，通过掺杂/球磨方法制备原 料粉末，利用氢气保护烧结和压力烧结制成钨坯，再利用高能率锻造和热轧等方法对烧结坯进行加工变形； 通过热塑性加工提高了材料的致密度、热导率以及机械性能，测试结果表明上述钨基材料具有优良的综合 力学性能，如室温的抗拉强度约 1GPa，抗弯强度约 2.5GPa，500°C 的抗拉强度大于 600MPa，韧脆转变温 度降低到约 100°C。利用德国马普等离子体所的中性束高热负荷装置和核工业西南物理研究院的电子束高 热负荷装置研究了上述加工态 W-Y2O3、W-ZrC 和 W-K 的 H/He 粒子流和高热流协同效应，首先对钨基材 料进行了 8-10MW/m2的 H/He 粒子（~1025/m2）辐照，然后在预辐照样品表面进行了边缘局域模热负荷冲 击（0.16-1GW/m2，1ms，100 次循环），对 H/He 辐照和高热流引起的表面形貌变化以及协同作用导致的 损伤阈值变化进行了研究。
长沙市工商行政管理局