纖維增韌鎢基復合材料的研究現狀

陳泓諭，羅來馬，2，譚曉月，李 萍，2，吳玉程，2

（1.合肥工業大學材料科學與工程學院，合肥230009；2.安徽省有色金屬材料與加工工程實驗室，合肥230009）

0 引 言

人們對于能源的需求日益增大，而傳統能源的存量有限，同時會帶來嚴峻的環境問題。受控熱核聚變能是比較理想的清潔能源，幾乎不會帶來放射性污染等環境問題，其燃料氘大量存在于海水之中，被認為是可有效解決人類未來能源需求的主要途徑。經過國際間的不懈努力，其科學可行性已在磁約束聚變裝置托卡馬克（Tokamak）上得到證實［1-2］。在聚變堆裝置中，面向等離子體材料（PFM）必須要具有良好的導熱率、抗熱沖擊性、低濺射產額、低放射性、低蒸汽壓及高熔點等性能［3］，其主要候選材料為碳材料、鈹材料和鎢材料。碳材料具有低原子序數、高熱導率、高抗熱震能力、與等離子體良好的相容性等優點，但其濺射刻蝕率高、易與氚共沉積滯留及中子輻照脆化；鈹材料的原子序數低、熱導率高、與等離子體的相容性好、比強度大、彈性模量高，然而其作為面向等離子體材料缺點也很明顯，如熔化溫度低（1 284℃）、蒸汽壓高、物理濺射產額高，且本身有毒。因此上述兩種材料的應用受到極大限制。鎢材料由于其高熔點、低濺射產額、不與氫反應、低的氚滯留等優點被看作是最可能全面使用的PFM［4］。

然而鎢材料作為高原子序數材料仍存在雜質容忍度低、低溫脆性、再結晶脆性和中子輻射脆化等性能方面的不足，要成為PFM材料，必須提升鎢基復合材料的相關性能。……