發(fā)布時間：2021-01-20 02:11

　　作為聚變反應(yīng)堆的重要組成部分,面向等離子體構(gòu)件（plasma facing components, PFCs）的工作環(huán)境非常惡劣,通常會受到高熱負荷、高能逃逸電子的轟擊、高能中子的輻照以及其它粒子的濺射作用,這就要求PFCs具有較高的可靠性。因此,為了保證核聚變堆的安全運行,對PFCs的材料選擇必不可少。PFCs包括面向等離子體材料和熱沉材料兩部分。由于鎢具有無化學(xué)濺射、高物理濺射閾值、長壽命、高熔點、高熱導(dǎo)等一系列特性,使其成為非常具有競爭力的面向高溫等離子體材料。而銅合金則由于具有高熱導(dǎo)而被視為潛在的熱沉材料。然而,關(guān)鍵的問題是鎢與銅合金的熱膨脹系數(shù)和彈性性能差異較大。這些差異導(dǎo)致在鎢與銅合金的連接過程以及核聚變裝置的運行過程中,在PFCs內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,嚴重影響了PFCs的安全可靠性和使用壽命。此外,鎢也存在著燒結(jié)困難、室溫脆性、塑-脆轉(zhuǎn)變溫度（ductile-to-brittle transition temperature, DBTT）高等問題。因此,對PFCs進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化用以減小熱應(yīng)力和高性能鎢基材料的研發(fā)具有重要的實際意義和應(yīng)用前景�？紤]到上述問題,本論文采用有限元... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

気、m核聚變示意圖

actively cooled PFCs for divertor applications圖1.2(a)就是ITER核聚變反應(yīng)裝置示意圖，它是一種環(huán)形等離子體約束裝置，利用磁場將高溫等離體約束在反應(yīng)腔中，使之達到勞遜判據(jù)所要求的參數(shù)范圍。而偏濾器是此核聚變裝置中的一個非常重要的組成部分，如圖1.2(b)所示。偏濾器主要起到屏-3 -

示為PFC在制造和穩(wěn)態(tài)工況條件下的熱歷史示意圖，從圖中可以態(tài)運行過程中的熱歷史。在制造過程中，當(dāng)PFM與熱沉材料連中，由于材料熱膨脹系數(shù)和楊氏模量的差異，導(dǎo)致熱失配，會產(chǎn)力高于材料界面的連接強度，會導(dǎo)致連接界面產(chǎn)生缺陷或脫幵，致構(gòu)件失效。另一方面，在穩(wěn)態(tài)運行過程中，在構(gòu)件中會形成一，該不均勻的溫度梯度場，也會導(dǎo)致構(gòu)件中產(chǎn)生熱應(yīng)力，該熱應(yīng)能和服役壽命。Fabrication condition Steady state operation condition1 IUntform joining i temperature i

【參考文獻】：
期刊論文
[1]ITER計劃與聚變能發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 張一鳴,曾麗萍,沈欣媛,張利,丁亞清,肖成馨,康衛(wèi)紅,王海.  核聚變與等離子體物理. 2013(04)
[2]常壓H2氣氛燒結(jié)W-TiC合金的致密化行為和性能[J]. 張順,范景蓮,成會朝,劉濤,田家敏.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2011(06)
[3]新型鎢基面向等離子體材料的研究進展[J]. 朱玲旭,郭雙全,張宇,葛昌純.  材料導(dǎo)報. 2011(15)
[4]納米碳化鈦彌散增強鎢聚變材料研究[J]. 種法力.  熱加工工藝. 2010(16)
[5]鎢銅功能梯度材料中摻雜TiC和La2O3性能比較研究[J]. 張珂,沈衛(wèi)平,葛昌純.  粉末冶金技術(shù). 2007(05)
[6]Y2O3對鎢合金微觀組織與性能的影響[J]. 王迎春,姚志濤,程興旺,吳復(fù)堯,王富恥.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2007(09)
[7]濕法機械球磨制備片狀鎳粉研究[J]. 肖驍,潘炳,曾子高,肖松文.  中國粉體技術(shù). 2007(03)
[8]La2O3彌散強化鎢合金的組織性能研究[J]. 陳勇,吳玉程,于福文,陳俊凌.  稀有金屬材料與工程. 2007(05)
[9]W與Cu合金瞬時液相連接分析[J]. 沈以赴,劉仕福,李軍偉,徐杰.  焊接學(xué)報. 2005(12)
[10]聚變堆中面向等離子體材料的研究進展[J]. 周張健,鐘志宏,沈衛(wèi)平,葛昌純.  材料導(dǎo)報. 2005(12)



本文編號：2988154