丁孝禹
,
李浩
,
罗来马
,
黄丽枚
,
罗广南
,
昝祥
,
朱晓勇
,
吴玉程
机械工程材料
受控热核聚变能是未来最有希望的能源之一,有效利用这种聚变能还有诸多技术难题,其关键问题之一是国际热核试验堆第一壁材料的选用.综述了面向等离子体材料的性能及选择,重点分析了铍、碳基材料、钨作为第一壁材料的研究进展与发展趋势.
关键词:
国际热核试验堆
,
聚变能
,
第一壁材料
,
钨
罗来马
,
谭晓月
,
丁孝禹
,
卢泽龙
,
罗广南
,
昝翔
,
朱晓勇
,
吴玉程
稀有金属
用化学镀法和粉末冶金的方法制备高致密的W/Cu梯度热沉材料.用场发射扫描电镜观察了材料的组织结构、界面和断口形貌.对材料的力学性能也进行了表征,如抗弯强度和显微硬度.结果表明材料每一层都很致密且组织结构均匀.截面上材料成分呈梯度分布,每层之间没有明显的界面.3层W/Cu梯度热沉材料的相对密度可达99.2％.散热层、过渡层和封接层的显微硬度HV分别是2000、2100和2400MPa.抗弯实验结果显示封接层和散热层作为承重抗弯表面时的强度分别是428.5和480.7 MPa.
关键词:
化学镀
,
粉末冶金
,
W/Cu梯度热沉材料
丁孝禹
,
罗来马
,
黄丽枚
,
罗广南
,
昝祥
,
朱晓勇
,
吴玉程
稀有金属材料与工程
本工作通过氢氟酸和氟化铵混合液为活化液的常温超声波辅助活化处理,使其在W粉和TiC粉表面获得均匀分布的缺陷(吸附质岛或台阶等),增加了粉体的表面活性.通过粉末冶金方法制备W-1.5％TiC(质量分数)复合材料,采用场发射扫描显微镜(FE-SEM)研究分析了原始烧结粉体、活化预处理后烧结粉体和烧结后W-1.5％TiC复合材料表面与断口形貌,对烧结机理进行了探讨.结果发现,相同烧结工艺条件下,经过活化处理后烧结粉获得的复合材料比原始粉相对密度提高7％,组织更致密.
关键词:
化学活化预处理
,
活化法超声波
,
缺陷
,
W-1.5％TiC复合材料
,
相对密度
罗来马
,
谭晓月
,
卢泽龙
,
罗广南
,
昝祥
,
程继贵
,
吴玉程
稀有金属材料与工程
用化学镀和粉末冶金的方法制备出W-15Cu复合材料.首先用化学方法对W粉表面预处理,然后在其表面化学镀铜.得到的复合粉末用图谱进行表征.发现用化学镀的方法制备出的W-15Cu复合粉末纯度非常高,且W颗粒均匀、被Cu致密的包覆着.呈现出包状结构.这种复合粉末表现出优异的压制性能,压坯分别在300,400,500,600 MPa的压制压力下成形.压坯在1250℃温度下保温90min烧结后,从其断口形貌可以发现W颗粒没有明显的长大,且W颗粒表面特征并没有发生改变,仍然表现出预处理后的表面特征.对烧结体的相对密度、硬度、抗弯强度和电导率同样进行了表征.
关键词:
W-15Cu复合材料
,
化学镀
,
显微结构
丁孝禹
,
罗来马
,
黄丽枚
,
罗广南
,
李萍
,
朱晓勇
,
吴玉程
中国有色金属学报
采用湿化学法制备W-TiC复合粉体，然后采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备超细晶W-TiC复合材料，并对其复合粉体形貌和烧结复合材料组织结构进行研究。结果表明，对原始TiC粉进行活化预处理，使TiC粉表面获得均匀分布的缺陷，提高TiC粉表面的的亲水性，通过化学还原获得第二相TiC颗粒，且均匀弥散分布于W基体晶界和晶粒内。采用SPS烧结技术获得的超细晶W-TiC复合材料晶粒尺寸为400 nm，致密度为95%，维氏显微硬度值HV 0.2达到1280。
关键词:
W-TiC复合粉体
,
湿化学法
,
放电等离子体烧结
,
活化预处理
,
缺陷
范嘉琪
,
杨义涛
,
丁兆楠
,
李彩胜
,
张崇宏
,
徐玉平
,
罗广南
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.34.02.219
低活化的铁素体/马氏体钢(RAFM)以其高导热率、低热膨胀率、高抗辐照肿胀能力成为未来核聚变堆重要的候选结构材料,在聚变堆高能中子辐照环境由于(n,α)核反应产生的高浓度He在材料中的积累对于材料微观结构和宏观性能的影响是关系这类材料服役寿命的重要问题.本工作研究了面向聚变反应堆应用的两种国产低活化钢(CLF、CNS)的辐照硬化效应,利用中国科学院近代物理研究所320 kV高压实验平台提供的4 He离子束进行辐照实验,辐照剂量6×10?3,6×10?2,6×10?1 dpa(辐照损伤/原子平均离位),对应注He浓度分别为100,1000,10000 appm(氦离子浓度/百万分之一).采用多能注入方法,在样品表面至1微米深度形成He浓度和离位损伤的坪区分布.利用纳米压痕仪对参比样品和注入He的样品进行了连续刚度测试.基于NIX—GAO模型对纳米硬度数据进行分析,获得了注入He的区域样品纳米硬度的数据.研究表明,注入He区域的纳米硬度与辐照损伤水平之间存在着1/2次幂函数的关系.未辐照CLF钢比CNS钢的纳米硬度略低,随着辐照剂量的增加,CLF钢呈现的辐照硬化现象更明显.
关键词:
CLF
,
CNS
,
氦注入
,
硬化
,
纳米压痕
罗来马
,
施静
,
昝祥
,
李萍
,
罗广南
,
陈俊凌
,
吴玉程
中国有色金属学报
钨基复合材料因其优良的性能逐渐取代碳基材料和铍等,成为最有可能应用于国际热核聚变实验堆中面向等离子体材料,但其存在低温脆性、再结晶脆化、辐照脆化和燃料粒子滞留等问题.目前,主要是从合金化、第二相颗粒弥散强化以及制备超细晶(UFG)/纳米晶钨基材料等方面来改善钨及其复合材料的性能.合金化是最常用的改善合金性能的手段之一,合金元素或扩散溶解于钨基体中,或作用于缺陷和杂质,改变钨基材料的组织结构从而提高其性能.综述主要介绍合金元素在钨合金中性能提升和作用机理,同时也指出合金元素改善钨合金性能方面存在的问题、可能的改善措施以及未来的发展趋势.
关键词:
面向等离子体材料
,
钨基材料
,
合金元素
,
作用机理
,
改善措施
朱晓勇
,
罗来马
,
李萍
,
陈俊凌
,
罗广南
,
吴玉程
稀有金属材料与工程
采用真空等离子喷涂技术在铜基体表面制备了钨涂层,分别通过NiCrA1和W75Cu25涂层作为中间层.5 MW/m2,2s的高热负荷电子束实验表明NiCrAl中间层提高了涂层的热导率并降低了热应力和残余应力值.W75Cu25涂层作为中间层则表现出较差的热疲劳性能.高热负荷电子束真空等离子喷涂钨涂层表现出侵蚀和微裂纹.因热应力导致涂层发生塑性变形,在高温情况下裂纹起源于熔融的钨颗粒,但是,裂纹被钨涂层塑性变形和孔洞所抑制.
关键词:
钨
,
真空等离子喷涂
,
热循环
,
显微组织
,
中间层
王爽
,
罗来马
,
赵美玲
,
罗广南
,
朱晓勇
,
吴玉程
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.08.011
开发受控核聚变能被认为是解决人类能源问题的重要途径.但在实际应用中仍存在许多难题,其中托玛卡克装置对第一壁材料具有很高要求.国内外一系列实验研究表明钨具有高熔点、良好的导热性和热冲击性、低热溅额等优点,是未来托卡马克聚变堆中最合适的面向等离子体第一壁材料.但是,钨作为将来工程化应用的面向等离子体材料,存在韧脆转变温度高、再结晶温度低以及聚变环境下高热流和高粒子流下的辐照损伤等问题.本文重点综述了从钨材料组成设计方面提高钨基材料强韧性方法的研究进展,包括合金化、纤维增韧、弥散强化及大塑性变形制备超细晶钨等手段,介绍了实现这些手段采用的材料组成设计、实验方法、作用机制、对钨基材料的改善效果及存在的不足,分析了未来钨基材料强韧化技术的发展趋势.
关键词:
钨基材料
,
面向等离子体材料
,
强韧化技术
