董 帝，黄洪涛，熊 宁，王承阳，杨亚杰，林 婷

(1.安泰科技股份有限公司，北京 100094) (2.中国原子能科学研究院，北京 102413)

钼及钼合金因具有熔点高、高温强度高、高温蠕变速率低、抗热冲击性能好，并具有良好的导热导电性、低的线膨胀系数和溅射率等优点，被广泛应用于高温液态金属冷却反应堆的燃料包壳和堆芯结构材料、热离子堆二极管的发射极材料、核聚变反应堆中的面向等离子体的壁材料等[1-2]。本文主要介绍了钼及钼合金的制备工艺、研究进展及其在核反应堆中的典型应用，并对其应用前景及发展趋势进行了展望。

1 钼及钼合金单晶

空间热离子反应堆的热离子燃料元件发射极要求在1 600 ℃ 以上、强中子辐照、高温饱和铯蒸汽的环境下长期运行，并要求燃料元件发射极既要承受高温又必须保持最小的变形和稳定的热电子发射性能[3]。由于钼及钼合金单晶具有更加稳定的显微组织、韧-脆转变温度低、不存在高温和低温晶界破坏、与核材料有良好的相容性、高温性能稳定等优点，可以显著提高零部件使用的稳定性、可靠性和工作寿命，因此各国均选用钼及钼合金单晶来制作发射极[2,4-5]。

目前制备钼及钼合金单晶的常见方法主要有电子束悬浮区域熔炼、光束悬浮区域熔炼、等离子弧熔炼法等。电子束悬浮区域熔炼法是制备钼及其合金单晶的经典方法，包括杂质的区域分离、气体的析出和杂质的蒸发等，因此在区域熔炼过程中单晶的制备取决于熔区的温度梯度和液态金属化学成分的均匀性，具体表现为熔炼室真空度、原料棒的品质、熔炼速度、搅拌速度、籽晶的品质等。……