叠片结构对铜抗热疲劳性能的影响研究北大核心CSCD

研究了一种多层铜箔构成的叠片式表面结构,与铜块体同时在10-5Pa真空下进行电子束热疲劳,电子束的功率密度28 MW/m^2,循环3000次。采用扫描电子显微镜(SEM)对热疲劳后的铜箔与铜块体的表面损伤进行了分析,结果表明,由于铜箔处于单轴应力状态,表面产生的热应力较小,导致表面裂纹较细较少,且多产生垂直于箔片方向的裂纹,难以扩展。结合SEM照片,利用计算机图片处理软件,对叠片结构的铜箔与铜块体表面裂纹损伤进行了定量分析。结果表明,叠片结构的铜箔表面的裂纹密度和宽度均远小于铜块体,表现出更好的抗热疲劳开裂性能。而且,铜箔的厚度越小其抗热疲劳开裂性能越优异。该思路将为解决面向等离子体、非晶甩带冷却辊等材料的热疲劳问题提供有益参考。     

叠片结构对铜抗热疲劳性能的影响研究

研究了一种多层铜箔构成的叠片式表面结构,与铜块体同时在10-5Pa真空下进行电子束热疲劳,电子束的功率密度28 MW/m~2,循环3000次。采用扫描电子显微镜(SEM)对热疲劳后的铜箔与铜块体的表面损伤进行了分析,结果表明,由于铜箔处于单轴应力状态,表面产生的热应力较小,导致表面裂纹较细较少,且多产生垂直于箔片方向的裂纹,难以扩展。结合SEM照片,利用计算机图片处理软件,对叠片结构的铜箔与铜块体表面裂纹损伤进行了定量分析。结果表明,叠片结构的铜箔表面的裂纹密度和宽度均远小于铜块体,表现出更好的抗热疲劳开裂性能。而且,铜箔的厚度越小其抗热疲劳开裂性能越优异。该思路将为解决面向等离子体、非晶甩带冷却辊等材料的热疲劳问题提供有益参考。     

钨表面形貌控制及其在循环热载荷作用下的热疲劳性能

钨作为聚变装置中的壁材料在各种循环热载荷作用下的热疲劳行为是一个重要的问题。采用电子回旋共振(ECR)等离子体系统在多晶钨表面进行形貌控制实验,然后采用电子束对抛光和具有一定表面形貌的样品开展循环热载荷实验。结果表明,表面形貌对在循环热载荷下发生的循环塑性变形造成的损伤特征影响很小,在300次循环热载荷下某些晶粒中形成了微裂纹及挤出片结构,它们在不同晶粒中按着某一特定的方向平行排列。此外,在不同条件下通过等离子体刻蚀在钨表面制备了不同的三棱锥状和均匀的纳米结构。对损伤区域的截面进行了分析并给出了在循环热载荷下这种结构形成过程的示意图。