面向等離子體ODs-W復合材料制備、表征與性能研究.pdf

1、在核聚變裝置中，等離子體的輻照往往導致面向等離子體材料(PFMs)表面發(fā)生顯著的變化，如起泡、起絲和刻蝕等;粒子輻照缺陷的產(chǎn)生也會導致材料脆化和力學性能的降低，進而縮短材料服役壽命。本文通過材料結構和成分設計來完成對鎢基材料性能的提升，首先通過液相法和機械合金化兩種方法制備了氧化物摻雜鎢納米粉體，而后采用快速燒結技術獲得了高致密超細晶多相摻雜鎢復合材料，探討了氧化物摻雜改性鎢基材料的規(guī)律與行為，初步研究了氧化物改性鎢基材料在氦離子輻照環(huán)

2、境下的損傷行為。主要研究結果如下:
　　(1)采用機械合金化和放電等離子燒結技術制備了W-Sm2O3復合材料。通過機械合金化法制備的W-Sm2O3復合材料，其第二相主要分布在晶界處，僅有少量分布在晶粒內部;W-Sm2O3復合材料的晶粒尺寸和相對密度分別為3～4μm和91％;通過添加Sm2O3，細化了鎢晶粒并在一定程度上改善了鎢基材料的燒結致密度。
　　(2)采用化學法和放電等離子燒結技術制備了Sm2O3均勻分布的氧化物彌散增

3、強鎢基材料。研究結果發(fā)現(xiàn)，Sm2O3顆粒均勻分布于鎢晶界處和晶體內，W-Sm2O3的晶粒尺寸和相對密度分別為4μm和97.8％，化學法摻雜Sm2O3鎢基體，獲得了高致密的鎢基材料;與機械合金化所制備的W-Sm2O3復合材料相比，具有更為良好的顯微結構和性能。
　　(3)采用化學法和放電等離子燒結技術制備了高致密度、良好力學性能的W-Y2O3復合材料。結果發(fā)現(xiàn)，Y2O3顆粒均勻分布于鎢晶界處和晶體內，獲得了高致密的W-Y2O3復合材

4、料，相對密度達到99.05％; W-Y2O3復合材料不但具有良好的強度值還有好的塑性，復合材料在400℃發(fā)生了塑性變形，因而其韌脆轉變溫度(DBTT)低于400°;制備出的W-Y2O3復合材料顯微硬度值比文獻報道的純W和W-2wt％ Y2O3高。
　　(4)研究了氧化物增強鎢基材料的輻照損傷行為。本文選擇了性能最佳的W-Y2O3復合材料進行輻照實驗。通過低能大流強輻照裝置，測定評估了W-Y2O3試樣室溫條件下的He離子輻照損傷過程