钨基面向等离子体材料的研究进展 被引量：25

1

作者 朱玲旭 燕青芝 +2 位作者 郎少庭 徐磊 葛昌纯 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3522-3528,共7页

综述了国内外广泛研究的W-La2O3和W-TiC合金的制备工艺、力学性能和辐照性能的研究进展。结果表明:向钨基体中加入La2O3弥散相,虽然能够显著改善钨的强度和韧性,但使钨的抗辐照性能降低,氢泡密度和氢滞留量明显增加;当采用TiC纳米颗粒... 综述了国内外广泛研究的W-La2O3和W-TiC合金的制备工艺、力学性能和辐照性能的研究进展。结果表明:向钨基体中加入La2O3弥散相,虽然能够显著改善钨的强度和韧性,但使钨的抗辐照性能降低,氢泡密度和氢滞留量明显增加;当采用TiC纳米颗粒作为弥散相,经过热等静压烧结和塑性加工后,钨合金的抗弯强度达到4.4 GPa,再结晶温度高于2 473K,韧脆转变温度(DBTT)比纯钨的低100 K;TiC的加入能够显著提高钨的抗辐照性能,与纯钨相比,氚滞留量减小,没有明显的辐照硬化,材料表面没有裂纹和剥落。 展开更多

关键词 钨基面向等离子体材料 弥散强化 辐照效应

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新型钨基面向等离子体材料的研究进展 被引量：18

2

作者 朱玲旭 郭双全 +1 位作者 张宇 葛昌纯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第15期42-45,共4页

纯钨应用于聚变堆中面向等离子体材料具有难加工、高的韧脆转变温度、低的再结晶温度等缺点,而钨基材料是一类具有广阔应用前景的面向等离子体材料,受到国内外的广泛研究。综述了采用氧化物颗粒弥散强化、碳化物颗粒弥散增强、合金化增... 纯钨应用于聚变堆中面向等离子体材料具有难加工、高的韧脆转变温度、低的再结晶温度等缺点,而钨基材料是一类具有广阔应用前景的面向等离子体材料,受到国内外的广泛研究。综述了采用氧化物颗粒弥散强化、碳化物颗粒弥散增强、合金化增强钨基材料和钨基复合材料等强化手段制备新型钨基面向等离子体材料的近年研究进展。采用相应的增强方法可使得钨基材料某些方面的性能得到提高,如显著提高抗弯强度、硬度和断裂韧性,具有较好的抗腐蚀性、延展性和抗冲击力等优点,但是在承受大的工作热负荷时,钨基材料仍会失效,尚需要继续进行相关材料的工艺、性能研究。 展开更多

关键词 钨 复合材料 面向等离子体材料 强化

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聚变堆装置中面向等离子体材料钨涂层的研究进展 被引量：15

3

作者 郭双全 葛昌纯 +1 位作者 周张健 刘维良 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期93-97,共5页

钨具有高的熔点、不与氚发生共沉积、与等离子体好的兼容性和低的腐蚀率等优点,是最有前景的一种面向等离子体材料。为了解决面向等离子体材料的制备及其与热沉材料连接问题,涂层技术在实验聚变堆装置中得到广泛应用。评述了目前实验聚... 钨具有高的熔点、不与氚发生共沉积、与等离子体好的兼容性和低的腐蚀率等优点,是最有前景的一种面向等离子体材料。为了解决面向等离子体材料的制备及其与热沉材料连接问题,涂层技术在实验聚变堆装置中得到广泛应用。评述了目前实验聚变堆装置中面向等离子体材料钨涂层的研究进展。 展开更多

关键词 聚变堆 面向等离子体材料 钨 涂层

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羰基钨的应用及研究重点 被引量：1

4

作者 张小锋 刘维良 +1 位作者 郭双全 葛昌纯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期73-78,共6页

羰基钨是金属钨与羰基所形成的配合物,它能在较低的温度下挥发和解离,通过控制羰基钨的热解方式、解离时间、气氛等可以制备出各种新型材料,羰基钨在新材料的合成和制备中发挥着十分重要的作用。文中介绍了利用羰基钨制备微米、纳米级... 羰基钨是金属钨与羰基所形成的配合物,它能在较低的温度下挥发和解离,通过控制羰基钨的热解方式、解离时间、气氛等可以制备出各种新型材料,羰基钨在新材料的合成和制备中发挥着十分重要的作用。文中介绍了利用羰基钨制备微米、纳米级粉体、薄膜、异形件的研究进展,阐述了羰基钨热解的原理,并对羰基钨在羰基钨复合膜材料、大型钨器件等方面的应用进行了展望。 展开更多

关键词 羰基钨 钨粉 钨涂层

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9Cr3W低活性马氏体钢微观组织及力学性能的初步研究

5

作者 黎兴刚 燕青芝 +3 位作者 马荣 王浩强 李明 葛昌纯 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期529-532,共4页

通过提高W含量,调整V、Ta、Ti、N等微合金元素含量,设计了9Cr3W型低活性马氏体钢。研究了该钢的微观组织结构与硬化、时效及相转变行为,对其进行了拉伸性能和冲击韧性测试。与Eurofer97钢相比,该钢表现出优良的高温拉伸性能。分析了9Cr3... 通过提高W含量,调整V、Ta、Ti、N等微合金元素含量,设计了9Cr3W型低活性马氏体钢。研究了该钢的微观组织结构与硬化、时效及相转变行为,对其进行了拉伸性能和冲击韧性测试。与Eurofer97钢相比,该钢表现出优良的高温拉伸性能。分析了9Cr3W钢用作超临界水堆堆芯内部件及包壳材料的可行性,其高温力学性能远优于Zr合金包壳材料;拉伸性能与T91钢相当,且韧脆转变温度低于T91钢,冲击吸收功上限高于T91钢,具有优良的冲击韧性;9Cr3W钢的高温瞬时强度低于奥氏体316不锈钢,成为制约其用于超临界水堆堆芯内部件及包壳的因素之一。 展开更多

关键词 低活性马氏体钢 拉伸性能 冲击韧性 超临界水堆 包壳

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聚变堆非电应用的研究进展(英文)

6

作者 张小锋 刘维良 郭双全 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第17期55-59,71,共6页

近几十年来,ITER(国际热核实验堆)计划在为将来提供商业用电研究方面取得了较大的进展。ITER首先打算搭建一个实验聚变堆,然后再建设一个商业示范聚变堆为今后的正式商业发电做出一定的铺垫。但根据如今世界范围内的研究进展,实现聚变... 近几十年来,ITER(国际热核实验堆)计划在为将来提供商业用电研究方面取得了较大的进展。ITER首先打算搭建一个实验聚变堆,然后再建设一个商业示范聚变堆为今后的正式商业发电做出一定的铺垫。但根据如今世界范围内的研究进展,实现聚变堆的商业发电至少要在2050年。在此之前有必要扩大聚变堆的研究范围,因此聚变堆的非电应用研究必须受到足够的重视。聚变堆的非电应用研究包括短期应用研究和长期应用研究,短期应用研究主要体现在医学、危险物的检测等领域的研究,长期应用研究主要体现在嬗变、氢的制备、空间助推器等领域的研究。综述了聚变堆在各个方面的非电应用研究,并且讨论和举证了聚变堆非电应用的可行性。 展开更多

关键词 非电应用 聚变堆 国际热核实验堆

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W与CuCrZr焊接应力的有限元分析及剪切强度的研究

7

作者 张庆玲 沈卫平 +1 位作者 王占朋 赵晓林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期133-136,共4页

为了研究应用于聚变试验堆的面向等离子体部件中W与CuCrZr的焊接,选用有限元软件ABAQUS对未用无氧铜箔、或使用不同厚度的无氧铜箔,及在不同温度、压力时的焊接应力进行了有限元分析。实验中使用、或未用无氧铜中间层均成功实现了W与CuC... 为了研究应用于聚变试验堆的面向等离子体部件中W与CuCrZr的焊接,选用有限元软件ABAQUS对未用无氧铜箔、或使用不同厚度的无氧铜箔,及在不同温度、压力时的焊接应力进行了有限元分析。实验中使用、或未用无氧铜中间层均成功实现了W与CuCrZr的焊接。测定了焊接试样的剪切强度,并通过SEM观察了其断口形貌。实验结果表明,无氧铜箔的使用大大地提高了焊接强度,最高剪切强度高于198MPa,其剪切断口均位于距离焊缝1mm左右的钨块中,且在钨块中均出现了撕裂现象。ABAQUS有限元数值分析的结果表明,无氧铜箔很好地降低了W与CuCrZr之间的焊接应力,较低的焊接温度、较高的焊接压力、增加无氧铜箔的厚度均有助于减小W与CuCrZr之间的焊接应力。 展开更多

关键词 钨 CUCRZR 无氧铜箔 剪切强度 有限元分析

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316L不锈钢基体表面钨功能梯度涂层残余应力的模拟分析 被引量：6

8

作者 郭双全 周张健 +2 位作者 冯云彪 张小锋 葛昌纯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第22期68-72,共5页

在钢基体（EUROFER、F82H、CLAM、316L）上喷涂钨涂层已成为制备面向等离子体材料的一个重要方法。为了防止钨涂层与钢基体间由于材料热膨胀不匹配而开裂失效，采用热应力缓和型功能梯度涂层是一种行之有效的解决方案。利用有限元分析... 在钢基体（EUROFER、F82H、CLAM、316L）上喷涂钨涂层已成为制备面向等离子体材料的一个重要方法。为了防止钨涂层与钢基体间由于材料热膨胀不匹配而开裂失效，采用热应力缓和型功能梯度涂层是一种行之有效的解决方案。利用有限元分析软件（ANSYS10．0）分析了梯度涂层厚度对W／316L功能梯度涂层残余应力的影响。模拟结果表明，纯钨层厚度确定时，制备厚的梯度涂层可降低残余应力。当顶层厚度为1mm、梯度涂层厚度为100-200μcm时，将产生较大的轴向应力，制备涂层时应当避免此厚度范围。此模拟结果可为该涂层设计和制备提供理论依据和指导。 展开更多

关键词 不锈钢 核聚变 功能梯度材料(FGM) 残余应力 数值模拟

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面向等离子体W/Cu功能梯度涂层的热应力模拟 被引量：3

9

作者 冯云彪 郭双全 +1 位作者 葛昌纯 周张健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第16期84-87,共4页

应用有限元分析软件ANSYS研究了W/Cu功能梯度涂层的3D模型在不同热流密度的稳态冲击下的工作应力和分布以及在边缘局域模式下的瞬态热冲击的表面温度随热流持续时间的关系。结果表明,当钨涂层表面层厚度为2mm、梯度层为240μm时,最大等... 应用有限元分析软件ANSYS研究了W/Cu功能梯度涂层的3D模型在不同热流密度的稳态冲击下的工作应力和分布以及在边缘局域模式下的瞬态热冲击的表面温度随热流持续时间的关系。结果表明,当钨涂层表面层厚度为2mm、梯度层为240μm时,最大等效应力得到有效缓解;W/Cu部件能承受高达500MW、持续时间为5ms的高热流冲击。 展开更多

关键词 W/Cu功能梯度涂层 面向等离子体材料 有限元分析 热应力

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大气等离子喷涂制备低氧含量厚钨涂层 被引量：3

10

作者 张小锋 于磊 +1 位作者 杨震晓 邓春明 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期23-28,34,共7页

采用等离子球化技术对不规则钨粉进行球化,以还原后的球形钨粉为原料于CuCrZr合金基体上在氮气保护下,用大气等离子喷涂制备聚变堆用厚钨梯度涂层。利用X射线衍射(XRD)对钨粉和涂层进行物相分析,采用扫描电镜(SEM)对钨粉和涂层微观形貌... 采用等离子球化技术对不规则钨粉进行球化,以还原后的球形钨粉为原料于CuCrZr合金基体上在氮气保护下,用大气等离子喷涂制备聚变堆用厚钨梯度涂层。利用X射线衍射(XRD)对钨粉和涂层进行物相分析,采用扫描电镜(SEM)对钨粉和涂层微观形貌进行观察,使用O/N测量仪、激光热导仪和拉伸试验机分别对涂层氧含量、热导率和结合强度进行测量,用X射线光电子能谱(XPS)对钨涂层中钨元素的价态进行分析。结果表明:在氮气保护下,采用大气等离子喷涂成功制备了以Cu-Mo/Mo-W为过渡的约2mm厚钨涂层,其结合强度为15.2MPa。相对真空热处理而言,H2还原热处理能显著降低等离子球化钨粉和钨涂层的氧含量,H2处理后涂层中氧含量从0.93%(质量分数,下同)降至0.17%。在钨涂层制备过程中由于存在对流氧化和扩散氧化,导致涂层存在微量的氧化物,其中氧化物主要以WO2.72和WO3存在。 展开更多

关键词 钨粉 等离子球化 大气等离子喷涂 钨涂层

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SPS制备致密钨块及添加碳化钽对致密化的影响 被引量：2

11

作者 马明亮 沈卫平 +1 位作者 王青云 张庆玲 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第10期23-26,共4页

使用放电等离子烧结(SPS)制备了高密度钨块,不加入碳化钽的试样最高相对密度可达96.4%;加入碳化钽的试样最高相对密度可达98.6%。研究了钨粉粒度和碳化钽对钨块致密化和晶粒大小的影响。结果表明,初始钨粉粒径越小,制备得到钨块的密度越... 使用放电等离子烧结(SPS)制备了高密度钨块,不加入碳化钽的试样最高相对密度可达96.4%;加入碳化钽的试样最高相对密度可达98.6%。研究了钨粉粒度和碳化钽对钨块致密化和晶粒大小的影响。结果表明,初始钨粉粒径越小,制备得到钨块的密度越小,晶粒平均直径也越小;加入的碳化钽能起到活化烧结和细化晶粒的作用。使用颗粒粒径处于不同量级的钨粉制备钨块,其烧结收缩曲线具有不同的变化趋势。 展开更多

关键词 钨 放电等离子烧结 碳化钽 活化烧结

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热处理气氛对生成纳米碳化钽的影响及机理 被引量：1

12

作者 马明亮 沈卫平 +1 位作者 王青云 葛昌纯 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第2期141-144,共4页

在真空、氢气和氩气气氛中,使用液相先躯体法制备得到纳米碳化钽(TaC)粉末,并使用XRD、TEM、比表面积分析仪分析了在不同热处理气氛中得到的产物的物相、显微形貌及比表面积。通过对产物的对比和分析,说明热处理气氛对生成纳米TaC的影响... 在真空、氢气和氩气气氛中,使用液相先躯体法制备得到纳米碳化钽(TaC)粉末,并使用XRD、TEM、比表面积分析仪分析了在不同热处理气氛中得到的产物的物相、显微形貌及比表面积。通过对产物的对比和分析,说明热处理气氛对生成纳米TaC的影响,并对其机理进行探讨。在真空中,气体产物CO被排到炉外,从而加速生成TaC的反应,使之在1300℃时生成比表面积为28m2/g、平均粒径约50nm、略有团聚的TaC。在氢气中,CH4作为碳气相迁移的载体加速反应进行,使之在1300℃时生成比表面积为12m2/g,平均粒径约100nm、略有团聚的TaC。在氩气中,没有促进反应进行的因素,在1400℃时才可生成比表面积为61m2/g,平均粒径约50nm、分散较好的TaC。 展开更多

关键词 碳化钽(TaC) 纳米粉末 热处理气氛 生成温度 比表面积

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热处理对9Cr低活化马氏体钢组织和力学性能的影响 被引量：1

13

作者 马荣 杨亚峰 +1 位作者 燕青芝 葛昌纯 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第2期157-160,共4页

研究了热处理对9Cr低活化马氏体钢显微组织和力学性能的影响。用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了材料的显微组织、拉伸断口和冲击断口;用X射线衍射仪检测了材料的晶体结构。结果表明:9Cr低活化马氏体钢的晶粒尺寸从950℃的6.28μm增加... 研究了热处理对9Cr低活化马氏体钢显微组织和力学性能的影响。用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了材料的显微组织、拉伸断口和冲击断口;用X射线衍射仪检测了材料的晶体结构。结果表明:9Cr低活化马氏体钢的晶粒尺寸从950℃的6.28μm增加到1200℃的66.5μm。两种热处理工艺(950℃×30min水冷+780℃×90min空冷和1050℃×30min水冷+780℃×90min空冷)处理后的9Cr低活化马氏体钢显微组织为全马氏体。二种工艺处理后拉伸力学性能相近,但冲击性能差别明显。二者的韧脆转变温度分别为-72℃和-62℃。选择950℃×30min水冷+780℃×90min空冷的热处理工艺能够提高9Cr低活化马氏体钢的冲击韧度。 展开更多

关键词 9Cr低活化马氏体钢 热处理工艺 显微组织 力学性能

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9Cr低活化马氏体钢在超临界水中的腐蚀行为 被引量：1

14

作者 马荣 杨亚峰 +2 位作者 燕青芝 张乐福 葛昌纯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期88-91,共4页

利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)技术研究了9Cr低活化马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为。结果表明,9Cr低活化马氏体钢腐蚀产物的晶粒随腐蚀时间的延长而长大,晶粒尺寸从200h的5.7μm长大到1000h的1... 利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)技术研究了9Cr低活化马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为。结果表明,9Cr低活化马氏体钢腐蚀产物的晶粒随腐蚀时间的延长而长大,晶粒尺寸从200h的5.7μm长大到1000h的10.1μm。表面形成的氧化膜为双层结构,外层为Fe3O4,内层由Fe3O4和FeCr2O4共同组成。由氧化增重结果获得了9Cr低活化马氏体钢在超临界水中腐蚀的氧化动力学表达式,同时其腐蚀机理表现为吸氧腐蚀。 展开更多

关键词 9Cr低活化马氏体钢 超临界水 腐蚀

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12Cr铁素体/马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为

15

作者 杨亚峰 马荣 +2 位作者 燕青芝 张乐福 葛昌纯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期100-102,114,共4页

研究了12Cr铁素体/马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为。采用扫描电镜-X射线能量色散谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)分析了不同腐蚀时间氧化膜的显微形貌、组织结构与成分分布。结果表明,在650℃/25MPa的超临界水中腐蚀1000h后,1... 研究了12Cr铁素体/马氏体钢在650℃/25MPa超临界水中的腐蚀行为。采用扫描电镜-X射线能量色散谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)分析了不同腐蚀时间氧化膜的显微形貌、组织结构与成分分布。结果表明,在650℃/25MPa的超临界水中腐蚀1000h后,12Cr铁素体/马氏体钢的均匀腐蚀增重速率达到了0.6328mg/(dm2.h)。随着腐蚀时间的延长,表面多面体氧化物颗粒长大,并且在氧化膜表面出现了气孔和裂纹。氧化膜为双层结构,厚度约为50μm,外层氧化膜较疏松而富Fe贫Cr,内层氧化膜相对致密而富Cr。 展开更多

关键词 铁素体/马氏体钢超 临界水 腐蚀氧化膜

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