面向等離子體鎢基材料制備與性能

　　鎢及其合金因優(yōu)異的性能而被選為ITER的面向等離子體一壁候選材料，但鎢及其合金存在高溫脆性、輻照脆性及較高的韌脆轉(zhuǎn)變溫度等問題，使其不能完全達(dá)到面向等離子體一壁材料的使用要求。《面向等離子體鎢基材料制備與性能/材料科學(xué)與工程進(jìn)展系列叢書》采用不同方法制備了鎢基材料，系統(tǒng)研究鎢基材料的顯微組織和性能，主要研究結(jié)果如下。采用機(jī)械合金化和放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了TiC摻雜W-Ti復(fù)合材料，研究了不同球磨時(shí)間對TiC摻雜W-Ti復(fù)合材料的顯微組織和性能的影響規(guī)律。隨著球磨時(shí)間的延長，粉末晶粒不斷細(xì)化，微觀應(yīng)力不斷增加；隨著球磨時(shí)間的延長，粉體燒結(jié)后的復(fù)合材料致密度呈下降趨勢，晶粒尺寸先降低后增加，顯微硬度先增加后降低。球磨60h后，粉末制備的復(fù)合材料顯微硬度高達(dá)1139.27HV，并且粉末制備的塊體抗熱沖擊性能好。采用機(jī)械球磨和放電等離子體燒結(jié)技術(shù)制備了稀土镥（Lu）摻雜鎢（W）基復(fù)合材料并對其力學(xué)性能、抗熱沖擊和抗輻照性能進(jìn)行了研究。W-Lu復(fù)合材料的顯微硬度隨含镥量的增加而顯著提高，相對密度和氘滯留量均先增加后降低。镥在燒結(jié)過程中結(jié)合了雜質(zhì)氧元素形成亞微米尺寸的Lu2O3顆粒，彌散分布于鎢晶界處，有效地阻礙了晶粒長大，細(xì)化晶粒提高了材料的強(qiáng)度硬度。在瞬態(tài)熱負(fù)荷沖擊之下，W-Lu復(fù)合材料的損傷程度明顯小于純鎢。以偏鎢酸銨和碳化鈦為原材料，用自制雙層玻璃反應(yīng)釜制備了W-TiC復(fù)合粉末，通過傳統(tǒng)燒結(jié)后，經(jīng)過25％軋制變形，TiC顆粒均勻分布于鎢晶界處和晶體內(nèi)，獲得了高致密的W-TiC復(fù)合材料，致密度達(dá)到98.2％；制備出的W-TiC復(fù)合材料相較于純鎢具有良好的抵抗熱負(fù)荷失效的性能。

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