钨基面向等离子体材料的研究进展
2012-12-14朱玲旭燕青芝郎少庭葛昌纯
中国有色金属学报 2012年12期
朱玲旭 , 燕青芝,郎少庭,徐 磊,葛昌纯
(1.北京科技大学 核材料研究所,北京 100083;2.西南交通大学 材料科学与工程学院,成都 610031)
第一壁是聚变堆中直接面向等离子的部件,因此对第一壁材料提出了更高的要求。第一壁材料应能在严酷的辐照、热、化学和应力工况下保持机械完整性和尺寸稳定性[1-2],即要求第一壁材料必须具有高热导率、高熔点、高抗热冲击性,以及低蒸气压、低溅射产额、低辐照放射性等性能。
钨具有高熔点(3 410 ℃)、高热导率、低物理溅射率(溅射阙值高)、低氚滞留、低肿胀、无化学腐蚀(H入射)、有原位等离子体修复可能性等优点,广泛应用于航空航天、原子能和电子工业等尖端部门。在国际热核聚变实验堆(ITER)中,挡板零件以及偏滤器内外垂直靶的上部区域将采用W护甲。并且ITER的长期目标之一是为热流密度很高的偏滤器底部区域装配W护甲[1]。一个全钨的偏滤器装置已经在JET的ILW(ITER-Like wall)计划中应用,并作为ITER的备选方案之一[3]。
然而纯钨具有韧脆转变温度较高、再结晶温度低、辐照硬化和脆化以及难加工等缺点,因此,制备出满足聚变装置要求的钨材料成为现在研究的热点[4]。目前,主要考虑从成分配比、成型和烧结方法以及烧结后的热处理等制备工艺来提高钨及其合金的性能。由于颗粒弥散强化具有成本低、制备工艺和设备简单等优点,已经得到广泛应用,最常用的弥散相为碳化物和氧化物[5]。本文作者以La2O3和TiC作为增强体的钨基复合材料,与纯W在力学性能和辐照效应等方面进行对比。……
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