面向核聚变应用钨基材料的制备与关键性能

　　《面向核聚变应用钨基材料的制备与关键性能》基于作者及其团队长期从事该领域研究的成果以及核聚变装置中面向等离子体钨基材料的*新研究，系统地阐述了钨基材料的制备原理与其使役性能，较为全面地反映了第一壁钨基材料的研究状况和发展趋势。　《面向核聚变应用钨基材料的制备与关键性能》共8章，包含不同复合掺杂改性钨基材料的成分与结构设计以及力、热、辐照特性、再结晶对钨基材料组织性能影响等内容，除钨基材料制备传统内容外，还论述材料在异常严苛环境下力与热、辐照交叉而形成的研究领域。《面向核聚变应用钨基材料的制备与关键性能》针对聚变堆面向第一壁的钨基材料，阐述复合粉体湿法液相掺杂新技术和高性能钨合金制备，进而介绍不同类型使役条件下钨基材料的微观组织演化和力学性能评定，为实现核聚变装置关键部件的全钨化设计提供了理论依据和技术支持。

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目录
前言
第1章 面向核聚变应用钨基材料 1
1.1 聚变堆服役条件及参数需求 1
1.1.1 聚变堆工作条件及设计参数 1
1.1.2 面向等离子体材料服役条件及性能要求 3
1.1.3 面向等离子体材料的探求及选取 4
1.2 面向等离子体钨基材料体系设计与强韧化途径 5
1.2.1 弥散强化钨基材料 6
1.2.2 合金元素强化钨基材料 13
1.2.3 纤维增韧强化钨基材料 16
1.3 钨基复合材料的制备 17
1.3.1 钨基复合粉体的制备 17
1.3.2 钨基材料烧结工艺 19
1.4 钨基材料高温服役再结晶行为 21
1.4.1 回复、再结晶与织构演变 21
1.4.2 再结晶对面向等离子体钨基材料组织性能影响 23
1.4.3 钨基材料再结晶过程演化 25
参考文献 26
第2章 Y2O3/TiC掺杂钨基复合材料的制备及性能 34
2.1 W-Y2O3复合材料制备及组织结构表征 34
2.1.1 W-Y2O3复合材料制备与测试 34
2.1.2 W-Y2O3复合材料微观结构表征 34
2.1.3 W-Y2O3复合材料力学物理特性 40
2.1.4 W-Y2O3复合材料氦离子辐照损伤行为 60
2.1.5 Y2O3掺杂对钨基材料辐照损伤行为影响 65
2.1.6 激光热冲击对W-Y2O3辐照损伤行为影响 73
2.2 W-TiC-Y2O3复合材料制备及其性能 81
2.2.1 W-TiC-Y2O3复合材料制备及测试 81
2.2.2 湿化学法制备W-TiC-Y2O3复合材料的组织性能 83
2.2.3 W-TiC-Y2O3复合材料的类服役损伤行为 87
2.2.4 超细晶W-TiC-Y2O3复合材料制备与性能 93
参考文献 103
第3章 W-Lu系复合材料制备及性能 109
3.1 W-Lu合金制备及其性能研究 109
3.1.1 W-Lu合金制备及测试 109
3.1.2 Lu 含量对W-Lu合金组织性能影响 111
3.1.3 W-Lu合金瞬态热负荷行为 117
3.1.4 W-Lu合金氘滞留行为 125
3.2 W-Lu2O3/(Nb-C)复合材料制备与性能 128
3.2.1 W-Lu2O3/(Nb-C)复合材料制备及测试 128
3.2.2 微量元素Nb、C对W-Lu2O3复合材料性能影响 130
参考文献 135
第4章 W-Nb系复合材料制备及性能 137
4.1 W-Nb复合材料制备及性能 137
4.1.1 W-Nb复合材料制备及测试 137
4.1.2 机械球磨时间对W-Nb合金显微结构及性能影响 138
4.1.3 机械球磨时间对W-Nb复合材料氦辐照行为影响 146
4.1.4 氦离子辐照能量对W-Nb复合材料辐照损伤形貌影响 151
4.1.5 高温热处理对W-Nb复合材料氦辐照损伤机制影响 155
4.2 W-Nb/(Ti， TiC)复合材料制备及性能 159
4.2.1 W-Nb(Ti， TiC)复合材料制备 159
4.2.2 W-Nb(Ti， TiC)复合材料氘滞留测试 161
4.2.3 Nb掺杂W/TiC复合材料制备与组织特性 161
4.2.4 SPS制备W-Nb/Ti复合材料组织和辐照行为 165
参考文献 171
第5章 W-(Zr， ZrC)/Sc2O3复合材料制备及性能 174
5.1 W-Sc2O3复合材料制备与性能 174
5.1.1 W-Sc2O3复合材料与纯钨制备 174
5.1.2 W-Sc2O3复合粉体表征 175
5.1.3 W-Sc2O3复合材料组织性能 177
5.2 W-Zr/Sc2O3复合材料制备与性能 181
5.2.1 W-Zr/Sc2O3合金制备 181
5.2.2 W-Zr/Sc2O3复合材料组织与性能 182
5.3 W-ZrC/Sc2O3复合材料组织性能及其氦辐照行为 188
5.3.1 W-ZrC/Sc2O3复合材料制备与性能 188
5.3.2 W-ZrC/Sc2O3复合粉体表征 189
5.3.3 W-ZrC/Sc2O3合金组织与性能 190
5.3.4 W-ZrC/Sc2O3复合材料氦辐照行为 194
5.4 W-(Zr， ZrC)/Sc2O3复合材料氘滞留行为 196
5.4.1 W-Zr/Sc2O3复合合金氘滞留 196
5.4.2 W-ZrC/Sc2O3复合材料氘滞留 198
5.5 W-(Zr， ZrC)/Sc2O3复合材料瞬态热冲击行为 202
5.5.1 不同热源W-(Zr， ZrC)/Sc2O3瞬态热冲击实验 202
5.5.2 不同热源W-(Zr， ZrC)/Sc2O3瞬态热冲击损伤机制 203
参考文献 211
第6章 W-Ti-TiN复合材料制备及性能 214
6.1 W-Ti合金制备与性能 214
6.1.1 W-Ti复合材料制备 214
6.1.2 机械球磨工艺对W-Ti合金组织和性能影响 215
6.2 TiN掺杂对钨基复合材料显微组织和性能影响 223
6.2.1 W-TiN复合粉体与块体制备 223
6.2.2 W-TiN合金组织与性能 224
6.3 SPS制备TiN掺杂强化W-Ti复合材料组织性能 229
6.3.1 W-Ti-TiN复合材料制备与性能 229
6.3.2 W-Ti-TiN合金性能评定 229
6.3.3 W-Ti-TiN合金组织表征 231
6.3.4 W-Ti-TiN合金试样氦离子辐照损伤特性 233
参考文献 234
第7章 W-Cr系复合材料制备及性能 237
7.1 W-Cr复合材料制备与性能 237
7.1.1 W-Cr复合材料制备与性能测试 237
7.1.2 机械合金化制备W-Cr合金组织与性能 238
7.1.3 W-Cr合金抗高温氧化性能 242
7.1.4 W-20%Cr合金氦离子辐照损伤行为 248
7.2 WSi2掺杂W-Cr合金的组织结构与高温氧化行为 254
7.2.1 WSi2掺杂W-Cr合金制备 254
7.2.2 WSi2掺杂W-Cr合金组织结构表征 255
7.2.3 WSi2掺杂W-Cr合金高温氧化行为 258
7.2.4 WSi2掺杂W-Cr合金高温氧化机制 260
7.3 Ta、V、Ti元素多元掺杂W-Cr合金组织与性能 262
7.3.1 W-Cr-Ta-V-Ti难熔高熵合金制备 264
7.3.2 W-Cr-Ta-V-Ti难熔高熵合金物理特性与物相表征 264
7.3.3 W-Cr-Ta-V-Ti难熔高熵合金组织结构与力学性能 265
7.3.4 W-Cr-Ta-V-Ti难熔高熵合金热学特性 270
参考文献 271
第8章 面向等离子体钨基材料再结晶行为 274
8.1 轧制纯钨高温组织性能演化及再结晶特性 274
8.1.1 轧制纯钨制备及性能测试 274
8.1.2 轧制纯钨高温机械性能 275
8.1.3 轧制纯钨高温显微组织演化 285
8.2 轧制氧化钇弥散强化钨基材料再结晶行为 299
8.2.1 轧制W-2% Y2O3制备及性能测试 299
8.2.2 轧制WY50高温下硬度退化行为 299
8.2.3 轧制W-2% Y2O3再结晶显微组织演化 306
8.3 再结晶W-2% Y2O3服役行为和物理性能 317
8.3.1 W-Y2O3选定及性能测试 317
8.3.2 再结晶占比对W-Y2O3瞬态热负荷损伤行为影响 318
8.3.3 W-Y2O3氦离子辐照损伤行为及性能演变 333
参考文献 336