核聚变堆用钨及钨基材料热负荷损伤行为的研究进展

聚变堆在运行过程中面对等离子体钨基材料需要承受住一定次数稳态和瞬态热负荷的冲击而不发生开裂以及熔化等损伤。对商业钨在不同测试手段下热负荷的损伤行为进行了分析,阐述超细晶粒钨、合金化、掺杂碳化物以及稀土氧化物等改性手段对钨基材料热负荷性能的影响;对面对等离子体钨基材料热负荷损伤行为进行了总结与展望。     

Preparation and Properties of W-15Cu Composite by Electroless Plating and Powder Metallurgy

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90 min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     

简化预处理辅助化学镀制备Cu包覆TiC复合粉末

研究了一种简化预处理辅助化学镀工艺制备Cu包覆TiC复合粉末.利用场发射扫描电子显微镜和能谱仪分析了原始TiC粉末,预处理之后的TiC粉末,Cu包覆TiC复合粉末的表面形貌和成分,同时也阐述了Cu镀层的生长机理.结果表明,经过简化预处理之后的TiC出现了很多表面缺陷,Cu能够均匀的包覆在TiC颗粒表面.其生长机理如下:经过预处理之后的TiC出现很多表面缺陷,成为化学镀过程中的活性点;化学镀过程中,Cu在TiC表面的各个缺陷处形核长大;Cu与Cu之间相互接触相互作用形成密集的网状结构最终形成致密的Cu镀层.     

微晶蜡基WC–10Co注射成形喂料的流变性能及溶剂脱脂行为

以微晶蜡为粘结剂主要组元,与WC–10Co（YG10）粉末密炼混合,得到注射成形喂料。通过线性拟合计算出喂料的非牛顿指数、粘流活化能和综合流变学因子,考察不同温度与剪切速率下喂料的流变性能。对成形坯体在不同温度下于不同脱脂溶剂中的失重进行分析,考察坯体的溶剂脱脂动力学行为。结果表明,微晶蜡基喂料呈现假塑性流体的剪切稀化特征,对剪切速率和温度的敏感性较为稳定,综合流变性能良好。可溶性粘结剂组元的脱除主要发生在脱脂前期,由扩散所控制,且随着坯体厚度和体积的减小及脱脂温度的升高,扩散系数增大。     

基于响应面法的粉末挤出打印黄铜材料工艺参数优化

以水雾化CuZn30黄铜粉末为主要原料，微晶蜡等有机物为粘结剂，经混炼、破碎和过筛得到打印喂料，通过粉末挤出3D打印制得打印坯体。以层厚、挤出温度、挤出率和打印速度为研究因素，以生坯密度为响应指标，采用中心复合设计(Central Composite Design, CCD)进行实验设计，并建立响应面分析数学模型。实验结果表明：在实验优化范围内，打印件的生坯密度大小主要由层厚和挤出温度决定，当层厚为0.25 mm、挤出温度为150℃、挤出率为140%、打印速度为50 mm/s时可获得生坯密度最高的打印坯体。     

AlN覆钨对AlN/W-Cu复合材料组织和性能的影响

采用溶胶凝胶法对AlN粉体进行表面覆W后，将其与适量W粉混合，经压制、预烧结，制得多孔AlN/W骨架，再熔渗Cu后制备出不同AlN含量(0～8%)的AlN/W-Cu复合材料。考察了AlN含量对于烧结体微观组织、力学性能和热学性能的影响，并与由未覆钨AlN粉体制备的AlN/W-Cu复合材料进行对比。结果表明，采用溶胶凝胶法可在AlN颗粒表面均匀制备覆W层，其界面结合良好。覆钨AlN/W-Cu复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度以及热导率均优于未覆钨AlN/W-Cu复合材料的。AlN/W-Cu复合材料的相对密度、抗拉强度及热导率随AlN含量的增加而降低，而硬度随AlN含量的增加而上升。当AlN含量为2%时，覆钨AlN/W-Cu复合材料的综合性能最佳，相对密度达到97.69%，显微硬度达到277HV，热导率达到205.54 W/(m·K)。