面向核聚變應(yīng)用鎢基材料的制備與關(guān)鍵性能

目錄
前言
第1章 面向核聚變應(yīng)用鎢基材料 1
1.1 聚變堆服役條件及參數(shù)需求 1
1.1.1 聚變堆工作條件及設(shè)計參數(shù) 1
1.1.2 面向等離子體材料服役條件及性能要求 3
1.1.3 面向等離子體材料的探求及選取 4
1.2 面向等離子體鎢基材料體系設(shè)計與強韌化途徑 5
1.2.1 彌散強化鎢基材料 6
1.2.2 合金元素強化鎢基材料 13
1.2.3 纖維增韌強化鎢基材料 16
1.3 鎢基復(fù)合材料的制備 17
1.3.1 鎢基復(fù)合粉體的制備 17
1.3.2 鎢基材料燒結(jié)工藝 19
1.4 鎢基材料高溫服役再結(jié)晶行為 21
1.4.1 回復(fù)、再結(jié)晶與織構(gòu)演變 21
1.4.2 再結(jié)晶對面向等離子體鎢基材料組織性能影響 23
1.4.3 鎢基材料再結(jié)晶過程演化 25
參考文獻 26
第2章 Y2O3/TiC摻雜鎢基復(fù)合材料的制備及性能 34
2.1 W-Y2O3復(fù)合材料制備及組織結(jié)構(gòu)表征 34
2.1.1 W-Y2O3復(fù)合材料制備與測試 34
2.1.2 W-Y2O3復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)表征 34
2.1.3 W-Y2O3復(fù)合材料力學(xué)物理特性 40
2.1.4 W-Y2O3復(fù)合材料氦離子輻照損傷行為 60
2.1.5 Y2O3摻雜對鎢基材料輻照損傷行為影響 65
2.1.6 激光熱沖擊對W-Y2O3輻照損傷行為影響 73
2.2 W-TiC-Y2O3復(fù)合材料制備及其性能 81
2.2.1 W-TiC-Y2O3復(fù)合材料制備及測試 81
2.2.2 濕化學(xué)法制備W-TiC-Y2O3復(fù)合材料的組織性能 83
2.2.3 W-TiC-Y2O3復(fù)合材料的類服役損傷行為 87
2.2.4 超細晶W-TiC-Y2O3復(fù)合材料制備與性能 93
參考文獻 103
第3章 W-Lu系復(fù)合材料制備及性能 109
3.1 W-Lu合金制備及其性能研究 109
3.1.1 W-Lu合金制備及測試 109
3.1.2 Lu 含量對W-Lu合金組織性能影響 111
3.1.3 W-Lu合金瞬態(tài)熱負荷行為 117
3.1.4 W-Lu合金氘滯留行為 125
3.2 W-Lu2O3/(Nb-C)復(fù)合材料制備與性能 128
3.2.1 W-Lu2O3/(Nb-C)復(fù)合材料制備及測試 128
3.2.2 微量元素Nb、C對W-Lu2O3復(fù)合材料性能影響 130
參考文獻 135
第4章 W-Nb系復(fù)合材料制備及性能 137
4.1 W-Nb復(fù)合材料制備及性能 137
4.1.1 W-Nb復(fù)合材料制備及測試 137
4.1.2 機械球磨時間對W-Nb合金顯微結(jié)構(gòu)及性能影響 138
4.1.3 機械球磨時間對W-Nb復(fù)合材料氦輻照行為影響 146
4.1.4 氦離子輻照能量對W-Nb復(fù)合材料輻照損傷形貌影響 151
4.1.5 高溫?zé)崽幚韺-Nb復(fù)合材料氦輻照損傷機制影響 155
4.2 W-Nb/(Ti， TiC)復(fù)合材料制備及性能 159
4.2.1 W-Nb(Ti， TiC)復(fù)合材料制備 159
4.2.2 W-Nb(Ti， TiC)復(fù)合材料氘滯留測試 161
4.2.3 Nb摻雜W/TiC復(fù)合材料制備與組織特性 161
4.2.4 SPS制備W-Nb/Ti復(fù)合材料組織和輻照行為 165
參考文獻 171
第5章 W-(Zr， ZrC)/Sc2O3復(fù)合材料制備及性能 174
5.1 W-Sc2O3復(fù)合材料制備與性能 174
5.1.1 W-Sc2O3復(fù)合材料與純鎢制備 174
5.1.2 W-Sc2O3復(fù)合粉體表征 175
5.1.3 W-Sc2O3復(fù)合材料組織性能 177
5.2 W-Zr/Sc2O3復(fù)合材料制備與性能 181
5.2.1 W-Zr/Sc2O3合金制備 181
5.2.2 W-Zr/Sc2O3復(fù)合材料組織與性能 182
5.3 W-ZrC/Sc2O3復(fù)合材料組織性能及其氦輻照行為 188
5.3.1 W-ZrC/Sc2O3復(fù)合材料制備與性能 188
5.3.2 W-ZrC/Sc2O3復(fù)合粉體表征 189
5.3.3 W-ZrC/Sc2O3合金組織與性能 190
5.3.4 W-ZrC/Sc2O3復(fù)合材料氦輻照行為 194
5.4 W-(Zr， ZrC)/Sc2O3復(fù)合材料氘滯留行為 196
5.4.1 W-Zr/Sc2O3復(fù)合合金氘滯留 196
5.4.2 W-ZrC/Sc2O3復(fù)合材料氘滯留 198
5.5 W-(Zr， ZrC)/Sc2O3復(fù)合材料瞬態(tài)熱沖擊行為 202
5.5.1 不同熱源W-(Zr， ZrC)/Sc2O3瞬態(tài)熱沖擊實驗 202
5.5.2 不同熱源W-(Zr， ZrC)/Sc2O3瞬態(tài)熱沖擊損傷機制 203
參考文獻 211
第6章 W-Ti-TiN復(fù)合材料制備及性能 214
6.1 W-Ti合金制備與性能 214
6.1.1 W-Ti復(fù)合材料制備 214
6.1.2 機械球磨工藝對W-Ti合金組織和性能影響 215
6.2 TiN摻雜對鎢基復(fù)合材料顯微組織和性能影響 223
6.2.1 W-TiN復(fù)合粉體與塊體制備 223
6.2.2 W-TiN合金組織與性能 224
6.3 SPS制備TiN摻雜強化W-Ti復(fù)合材料組織性能 229
6.3.1 W-Ti-TiN復(fù)合材料制備與性能 229
6.3.2 W-Ti-TiN合金性能評定 229
6.3.3 W-Ti-TiN合金組織表征 231
6.3.4 W-Ti-TiN合金試樣氦離子輻照損傷特性 233
參考文獻 234
第7章 W-Cr系復(fù)合材料制備及性能 237
7.1 W-Cr復(fù)合材料制備與性能 237
7.1.1 W-Cr復(fù)合材料制備與性能測試 237
7.1.2 機械合金化制備W-Cr合金組織與性能 238
7.1.3 W-Cr合金抗高溫氧化性能 242
7.1.4 W-20%Cr合金氦離子輻照損傷行為 248
7.2 WSi2摻雜W-Cr合金的組織結(jié)構(gòu)與高溫氧化行為 254
7.2.1 WSi2摻雜W-Cr合金制備 254
7.2.2 WSi2摻雜W-Cr合金組織結(jié)構(gòu)表征 255
7.2.3 WSi2摻雜W-Cr合金高溫氧化行為 258
7.2.4 WSi2摻雜W-Cr合金高溫氧化機制 260
7.3 Ta、V、Ti元素多元摻雜W-Cr合金組織與性能 262
7.3.1 W-Cr-Ta-V-Ti難熔高熵合金制備 264
7.3.2 W-Cr-Ta-V-Ti難熔高熵合金物理特性與物相表征 264
7.3.3 W-Cr-Ta-V-Ti難熔高熵合金組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能 265
7.3.4 W-Cr-Ta-V-Ti難熔高熵合金熱學(xué)特性 270
參考文獻 271
第8章 面向等離子體鎢基材料再結(jié)晶行為 274
8.1 軋制純鎢高溫組織性能演化及再結(jié)晶特性 274
8.1.1 軋制純鎢制備及性能測試 274
8.1.2 軋制純鎢高溫機械性能 275
8.1.3 軋制純鎢高溫顯微組織演化 285
8.2 軋制氧化釔彌散強化鎢基材料再結(jié)晶行為 299
8.2.1 軋制W-2% Y2O3制備及性能測試 299
8.2.2 軋制WY50高溫下硬度退化行為 299
8.2.3 軋制W-2% Y2O3再結(jié)晶顯微組織演化 306
8.3 再結(jié)晶W-2% Y2O3服役行為和物理性能 317
8.3.1 W-Y2O3選定及性能測試 317
8.3.2 再結(jié)晶占比對W-Y2O3瞬態(tài)熱負荷損傷行為影響 318
8.3.3 W-Y2O3氦離子輻照損傷行為及性能演變 333
參考文獻 336