种法力
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2012.04.004
介绍核聚变实验装置掺杂石墨第一壁材料的两种机械连接方法,通过电子束热负荷实验及ANSYS有限元分析评价两种连接方式传热效果的差异.结果表明,两种连接方式传热效果相当,在4MW/m2功率密度下表面最高温度约为1055℃.ANSYS分析结果与实验结果有较高的一致性,但是由于螺钉固定区域散热较差,此处温度最高达到2000℃.对于功率密度低于4MW/m2的区域,掺杂石墨第一壁材料采用第二种方式连接较为合适；对于较高热负荷功率密度沉积的区域或者聚变实验装置,发展先进第一壁材料及连接方法十分必要.
关键词:
石墨
,
第一壁材料
,
数值模拟
种法力
材料导报
利用ANSYS有限元分析软件对石墨/铜机械连接传热效果、适配层对钨/铜第一壁材料界面行为改善及结构优化进行研究.结果显示,除螺钉固定区域外,石墨/铜两种机械连接方式能够承受4 MW/m2的热负荷作用.但是对于较高的热负荷区域,机械连接是不适合的.适配层的引入能有效降低钨/铜界面的热应力集中,特别是钨/铜适配层,而对温度抬高较小.0.1～0.2 mm、20％～30％W/Cu(体积分数)是1 mm钨涂层最佳的适配层结构,能有效降低表面热应力(高达24％).
关键词:
第一壁材料
,
石墨
,
钨
李仁红
,
汤春江
,
陈俊凌
,
种法力
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2007.04.004
主要研究多晶钨、钼、不锈钢等金属第一镜在HT-7超导托卡马克等离子体辐照后的表面特性变化.金属第一镜直接安装在装置内部第一壁的不同位置,试验后通过对镜面反射率和第一镜表面形貌、成分的测量,研究不同材料第一镜的表面特性变化.通过对试验结果的分析,发现三种材料的第一镜漫反射率变化都较大,钨材料第一镜的镜面反射率变化是三者中最小的,样品周围加热系统决定了附近第一镜的表面特性变化趋势.
关键词:
第一镜
,
反射率
,
溅射
,
沉积
,
表面形貌
种法力
,
陈俊凌
,
李建刚
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2005.06.012
详细介绍了爆炸喷涂法在铜基体上制备钨涂层.磁约束核聚变面对等离子体材料要求有承受较高热负荷的性能,电子束辐照热负荷实验发现:0.3 mm的钨涂层可以承受5.13 MW/m2的热通量;在2 MW/m2、20s脉冲的条件下,样品能承受300周的疲劳而没出现破裂现象,且距离表面5 mm处铜基体的温度在70°C左右;5 MW/m2、2 s脉冲的条件下,样品可承受95周热疲劳,且距离表面5 mm处铜基体的温度不高于200°C.钨铜的热膨胀系数和杨氏模量相差很大,在加载热通量过程中,界面处产生应力,这将影响材料的耐热冲击性能,但爆炸喷涂仍然为制备核聚变较低热通量区域面对等离子体材料的一种参考方法.
关键词:
爆炸喷涂
,
热通量
,
面对等离子体材料
于福文
,
吴玉程
,
陈俊凌
,
陈勇
,
种法力
功能材料
采用高能球磨和热压烧结的方法成功制备了纳米TiC颗粒弥散增强超细晶W基复合材料,并对其组织结构、室温力学性能进行了研究.研究结果表明,当纳米TiC颗粒含量较小时,高能球磨可以使TiC颗粒均匀分散到W基体中,烧结后,TiC颗粒尺寸约100nm,当纳米TiC颗粒含量较高时,局部出现团聚现象;纳米TiC的加入强烈的阻碍了W晶粒的长大并使复合材料的断裂模式由沿晶断裂为主向穿晶断裂为主转变,提高了材料的力学性能;在TiC含量为1%(质量分数,下同)时,材料的致密度、维氏显微硬度、弹性模量、抗弯强度分别达到98.4%、4.33、396GPa、1065MPa.纳米TiC颗粒对复合材料的强化机制主要是细晶强化和晶界强化.
关键词:
钨基复合材料
,
纳米TiC颗粒
,
超细晶
,
组织结构
,
力学性能
种法力
,
陈勇
,
吴玉程
,
陈俊凌
材料科学与工程学报
本论文通过粉末冶金方法制备La2O3弥散增强钨合金面对等离子体材料并对其进行了组织性能和电子束热负荷性能的分析.结果显示La2O3弥散增强相抑制钨粒子长大效果显著,而且使W-1wt.%La2O3合金材料的抗弯强度提高了约35.7%.同时,W-1wt.%La2O3也表现出较好的热负荷性能,能够承受6MW/m2热负荷功率密度;在更高热负荷条件下,较高的表面温度导致La2O3出现熔化及W-1wt.%La2O3合金材料表面出现微裂纹等损伤,因此面对等离子体材料直接水冷对延长材料使用寿命和提高热负荷性能是十分重要的.
关键词:
钨合金
,
面对等离子体材料
,
热负荷性能
种法力
表面技术
目的：研究酸(HF 和 HNO3)、碱(NaOH)腐蚀液对晶体硅制绒的影响。方法通过改变 NaOH浓度、异丙醇浓度、腐蚀时间研究单晶硅片腐蚀,通过改变酸溶液浓度比研究多晶硅片腐蚀,通过分析微观形貌及表面反射率等考察制备晶体硅制绒工艺参数。结果单晶硅最佳的腐蚀液配比为：NaOH 质量浓度15 g / L,热碱温度80℃,异丙醇体积分数15%~20%,腐蚀时间10 min。在最优化参数下,晶体硅绒表面金字塔大小均匀,高度约为5μm,相邻金字塔间彼此相连,硅表面反射率降低至15%。在 V(HF)：V(HNO3)： V(CH3 COOH)=10：1：10,腐蚀速率为2μm/ min 时,晶体硅绒表面呈现较好的沟壑状绒面结构。结论溶液酸碱性的强弱和异丙醇对晶体硅制绒有较大影响,并且直接影响晶体硅的表面反射率。
关键词:
单晶硅
,
制绒
,
反射率
种法力
中国材料进展
对铜基体上真空等离子体喷涂1 mm的钨涂层进行了分析研究,主要包括微观结构、热力学属性以及成分分析.结果显示,钨涂层气孔率仅为7.6%,室温热导率达到79.7 W/(m·K),W/Cu结构界面结合强度高达45 MPa,这些结果对钨作为聚变装置面对等离子体材料的应用是令人鼓舞的.涂层材料的出气性能也是面对等离子材料的一个重要指标,钨涂层出气气体种类主要是氢气和水蒸气.而且在300℃经过4 h高温烘烤后出气率大幅度降低,更长时间的烘烤则对出气率影响不是太明显.因此可以看出钨涂层作为聚变装置面对等离子体材料的应用是可行的.
关键词:
钨涂层
,
面对等离子体材料
,
真空等离子体喷涂
种法力
,
陈俊凌
,
李建刚
稀有金属材料与工程
采用真空等离子体喷涂-电子束焊接法制备出核聚变面对等离子体W/Cu功能梯度材料,梯度材料中成分分布均匀、密度较高.电子束辐照热负荷实验发现:8 MW/m2的热负荷条件下,样品可以承受20 s的辐照;在2.5 MW/m2,4.5 MW/m2,6 MW/m2的热负荷条件下,样品可分别承受26 s,22 s,20 s的辐照而没有出现明显的损伤现象.样品疲劳实验也表现出很好的性能:8 MW/m2,10 s辐照,可以承受70周热疲劳;6 MW/m2,20 s辐照,在第90周裂纹开始形成;在2.5 MW/m2,辐照时间为30 s和4.5 MW/m2,辐照时间为25 s条件下,样品经过100周热疲劳实验均没有出现明显的损伤现象.对已出现裂纹的断面作X射线能量色散能谱(EDS)分析发现,由于焊料本身或者焊接时引入的杂质和虚焊,导致材料承受较高热负荷实验时的热应力迅速增大到破裂极限,使表面温度快速升高,而导致材料连接失效.
关键词:
真空等离子体喷涂-电子束焊接
,
功能梯度材料
,
热负荷
,
钨
,
等离子体第一壁材料
