杨 茂，赵林杰，肖成建，龚 宇，陈晓军，王和义，彭述明

中国工程物理研究院 核物理与化学研究所，四川 绵阳 621900

核聚变能以其安全、高效、燃料资源丰富等优点而成为解决未来能源问题的重要途径。作为聚变堆中的核心部件之一，产氚实验包层(TBM)主要作用是提供氘-氚聚变反应需要的燃料氚[1-2]。氚的自持是氘氚聚变堆的核心问题之一，氚增殖剂作为提供氚的直接材料，是聚变堆实验包层的核心功能材料。正硅酸锂(Li4SiO4)具有良好的化学稳定性、辐照稳定性以及良好的释氚性能，被认为是最具有应用前景的氚增殖材料[3-4]。中国和欧盟的国际热核聚变实验堆(ITER)包层设计均选择正硅酸锂陶瓷作为首选氚增殖剂材料，钛酸锂陶瓷为备选材料[5-6]。

材料制备工艺决定着增殖剂小球的微观结构、密度以及力学性能等，进而影响陶瓷小球热稳定性、耐辐照性能和释氚性能。熔融法工艺简单、产量高，是批量化生产固态氚增殖剂的首选方案，但由于应力及缺陷问题，该法生产的陶瓷力学性能差[7-8]。第二相颗粒强化是提高陶瓷力学性能的有效手段[9]，在熔融法制备正硅酸锂陶瓷小球的工艺中，通过加入过量的二氧化硅(SiO2)，获得二氧化硅掺杂的正硅酸锂陶瓷小球[10]，以改善陶瓷力学性能。Knitter等[11]通过引入第二相Li2TiO3，制备不同比例的Li2TiO3-Li4SiO4复相陶瓷小球。Li2TiO3的引入可以有效提高陶瓷小球的力学性能，随着Li2TiO3含量的增加，小球力学性能明显提高，当Li2TiO3摩尔分数为20%时，小球平均抗压强度达到15 N。……