發(fā)布時間：2024-03-09 08:13

　　核聚變能是綠色、低碳、可永續(xù)發(fā)展的能源之一。目前制約實現(xiàn)核聚變能最關(guān)鍵性的難題之一就是面向等離子體材料(PFMs)。由于鎢(W)具有高熔點、高熱導(dǎo)率、高濺射閾值、低氫滯留等優(yōu)點,被認為是未來核聚變裝置中最有前景的PFMs候選材料之一。然而,在核聚變中高溫等離子體的實際工況下,W將面臨來自中子、氦(He)離子以及相應(yīng)熱效應(yīng)三方面的多重作用,這將會使本征脆性的W更容易表現(xiàn)出脆性行為之外,還會使W材料表面形貌發(fā)生顯著的變化。不僅如此,W還得面臨因人為或自然災(zāi)害可能導(dǎo)致的冷卻失效事故(LOCA),引發(fā)中子輻照后的W發(fā)生氧化、揮發(fā)進入大氣,從而存在核放射性泄漏的風(fēng)險。本文一方面以添加Y₂O₃第二相來改善材料的脆性作為出發(fā)點,批量化制備出大尺寸W-Y₂O₃復(fù)合材料,然后開展材料的力學(xué)行為、熱沖擊行為和He離子輻照行為研究;另一方面以添加合金化元素防止W氧化為出發(fā)點,開展W-Cr-Zr自鈍化合金高溫抗氧化行為研究。主要結(jié)果如下:1)考慮到W作為PFMs在工程上的應(yīng)用,先后采用一系列容易實現(xiàn)規(guī)�；闹苽涔に�:濕化學(xué)...

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1ITER裝置結(jié)構(gòu)示意圖

合肥工業(yè)大學(xué)博士研究生學(xué)位論文帶一個電荷，將受到Tokamak中磁場的約束，仍然以等離子中，He離子自身攜帶的3.5MeV能量可以轉(zhuǎn)移給等離子體，實變等離子體[7]。He離子在等離子體中運行時，可能會和等離子生離子-電子碰撞，從而使He離子運行變緩慢。為了防止聚....

圖1.2純W在不同位移損傷中子輻照后的微觀組織

圖1.2純W在不同位移損傷中子輻照后的微觀組織。(a)0.17dpaat400°C,(b)0.96dpaat538°C,(c)0.4dpaat740°Cand(d)1.54dpaat750°C[29].Fig.1.2Mic....

圖1.3多晶W材料的二維元素面譜圖

W在不同位移損傷中子輻照后的微觀組織。(a)0.17dpaat400°C,(b)538°C,(c)0.4dpaat740°Cand(d)1.54dpaat750°C[29].icrostructuralobservationsofp....

圖1.4W經(jīng)過不同He離子通量輻照后的表面形貌

合金的研究時發(fā)現(xiàn)，Re元素的添加不但可以有效降低材料的韌T,DuctiletoBrittleTransformationTemperature）[32]，還能改善材性[33]。Hasegawa等人[34-35]研究發(fā)現(xiàn)，添加少量的Re（1-3%）有效地抑制W中....

本文編號：3923161