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摘要：细晶钨材料因具有高熔点、高热导率、低蒸汽压、低溅射产额和低的氢滞留性能等优点，成为国际热核实验反应堆（International Thermonuclear ExperimentalReactor, ITER）计划中最有运用前景的面向等离子体材料（Plaa Facing Materials,PFMs）之一。然而，当前国内外所探讨制备的钨材料远远达不到ITER的要求，还需进一步提升其性能。本论文通过高能球磨结合放电等离子烧结技术（Spark Plaa Sintering, SPS）制备了细晶钨材料，着重探讨高能球磨工艺参数球磨时间、球料比、历程制约剂（ProcessControl Agent, PCA）含量等对粉末的形貌及晶粒尺寸的影响；探讨粉末在高能球磨历程中纳米化的演变规律；探讨活化后的钨粉对烧结体的密度、显微组织及性能的影响；探讨不同复合添加剂（TiC、Y_2O_3、La_2O_3）和助烧剂（Ni、Mo）对钨块体材料显微组织及力学性能的影响；探讨不同钨材料的抗质子辐照性能，探讨晶粒尺寸对抗辐照性能的影响。获得了以下一些有价值的探讨结果：采取高能球磨法结合放电等离子烧结技术可制备出细晶钨块体材料。在最佳球磨参数条件下制备的粉末颗粒形状近似球形，其平均晶粒尺寸为15nm，内应变达到0.73。经SPS烧结后，其烧结体的相对密度达91.36%，晶粒尺寸均匀，大小约为8μm，显微硬度达到546HV。TiC、Y_2O_3、La_2O_3等复合添加剂的添加可有效降低钨晶粒尺寸，其中TiC的晶粒细化效果最好。当TiC的百分含量达到10%时，材料的晶粒尺寸达到1μm以下，而相对密度达93.68%。助烧剂Ni能够实现钨的低温烧结并显著提升材料的相对密度。制备的W-5%Ni复合材料的相对密度达到96.17%，晶粒尺寸在1μm左右且大小均匀。将复合添加剂和助烧剂联合利用可同时提升材料的相对密度和显微硬度，制得的W-10%TiC-5%Ni复合材料，相对密度为96.56%，硬度达到了1398HV。W-10%TiC-5%Ni的抗辐照性最好，辐照前后组织结构无显著变化。关键词：高能球磨论文放电等离子烧结论文钨论文细晶论文辐照损伤论文
摘要4-5
Abstract5-9
1 绪论9-16
1.1 课题探讨背景及作用9-10
1.2 面向等离子体材料10-12
1.3 面向等离子体钨材料12-14
1.4 本论文的探讨目的及主要探讨内容14-16
2 实验案例16-23
2.1 实验材料16
2.2 实验设备16-18
2.3 实验历程18
2.4 材料的表征与性能检测18-20
2.5 材料的辐照损伤探讨20-21
2.6 技术路线21-23
3 机械活化-放电等离子烧结细晶钨块体材料23-34
3.1 引言23
3.2 高能球磨法制备纳米晶钨粉末23-31
3.3 放电等离子烧结细晶钨块体材料31-33
3.4 本章小结33-34
4 机械活化-放电等离子烧结细晶钨基复合材料34-45
4.1 引言34
4.2 不同复合添加剂的影响34-36
4.3 TiC 含量的影响36-39
4.4 助烧剂的影响39-42
4.5 烧结温度的影响42-43
4.6 本章小结43-45
5 面向等离子体钨材料抗辐照性能的探讨45-50
5.1 引言45-46
5.2 辐照结果与讨论46-49
5.3 本章小结49-50
6 总结与展望50-52
6.1 总结50-51
6.2 展望51-52
致谢52-53