钨丝网增韧钨基复合材料的制备与性能研究

发布时间：2018-01-10 13:38

本文关键词：钨丝网增韧钨基复合材料的制备与性能研究　出处：《中国科学技术大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：核聚变堆的开发和应用要求面向等离子体第一壁材料具有韧性好、强度高、再结晶温度高以及优越的抗辐照性能,钨基材料被认为是最有优势的面向等离子体第一壁候选材料。但是,纯钨固有的低温脆性、再结晶脆性、辐照脆性等缺点限制了钨基材料的实际应用。所以,提高钨基材料的韧性具有重要的意义。基于外秉增韧原理(包括钨丝的拉拔、界面解离、颈缩等),钨丝能最大限度提高复合材料的韧性,也因此钨丝增韧被认为是最有效的增韧方法之一。因此,本论文主要利用钨丝增韧法制备钨丝/钨复合材料,并对其物性展开研究。主要研究成果如下:1、将钨丝编织成直径为20mm-60mm不等的圆形网,所得钨丝网紧致、不松散,钨丝与钨丝的距离为几十微米;将钨丝网与钨粉均匀混合,保证所有钨丝网排列方向一致;制备的样品中,钨丝网间距为100-200μm。2、采用放电等离子烧结法制备了致密的W500/Wf100、W500/Wf150、W200/Wf100复合材料,钨丝的质量分数分别为23.94%、17.4%和22.3%。其中W500/Wf100复合材料拉伸韧性出现的温度是500℃,比纯钨低了 200℃,延伸率达22%;而W500/Wf150复合材料在600℃时延伸率为21%,拉伸强度为410MPa。W200/Wf100复合材料基体的维氏硬度达616HV0.2,韧性出现的温度是250℃,远低于其他二种钨基合金。分析表明,钨丝网均匀的分布,钨丝与基体结合良好,钨丝自身劈裂、拉拔和颈缩等行为是增韧的主要原因。3、采用热压烧结的方法制备出W500/Wf150复合材料,其中钨丝的质量分数是10.5%,样品相对致密度为95.1%。600℃拉伸强度为420MPa,韧性最大为20%左右。钨丝与基体结合紧密,钨丝网分布均匀,热压烧结制备的W500/Wf150复合材料中,钨丝的增韧行为同SPS制备的样品一致。4、采用热压烧结加冷轧法制备了 W500/Wf150复合材料,样品致密度增大到99.8%。拉伸温度为300℃时,样品的拉伸强度达800MPa。样品韧性出现的温度在400℃,比纯钨低200-300℃。冷轧后样品中基体的晶粒呈梭形,丝的长径比增大到8.37。冷轧使得丝的小角度晶界增大至31.5%,靠近钨丝的钨基体晶粒和远离钨丝基体的小角度晶界分别增大至占72.7%和78.3%。
[Abstract]:In this paper , tungsten wire netting is made up of tungsten filament and tungsten powder . The results are as follows : 1 . The tungsten wire netting is made up of tungsten wire netting , and the tungsten wire netting is made of tungsten wire . The results show that the tungsten wire mesh is uniform in low temperature brittleness , recrystallization brittleness , radiation brittleness and so on . In the W500 / Wf150 composites prepared by hot - press sintering and cold rolling , the tensile strength of the samples increased to 99.8 % . The tensile strength of the samples increased to 99.8 % .

【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TL627;TB331

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