低活化钢表面激光熔化沉积制备钨涂层工艺优化及组织性能研究
发布时间：2021-01-19 19:35
作为实现受控核聚变的装置,托卡马克装置需直接面向氘氚等离子体和氦等离子体的辐照及热流冲击,其偏滤器所选用的保护材料主要为钨。钨材料由于具有极好的耐高温和辐射屏蔽性能,传统方案是在偏滤器低活化钢基体表面覆盖钨块,设备结构复杂,热膨胀系数不匹配、结合强度差,易造成钨块的脱落和失效。为进一步简化设备结构和提高设备性能,本文在低活化钢表面采用激光熔化沉积的方法,开展纯钨材料的增材制造,对其热性能、显微组织结构、物相组成、裂纹及气孔形成机制进行了分析,主要研究结果如下:（1）制备了厚度1-4.5 mm的沉积层,其内部组织存在完全或部分熔化的纯钨颗粒。其中未完全熔化的纯钨颗粒与周围基体形成了良好的冶金结合,完全熔化的纯钨颗粒与基体形成了铁-钨复合相,主要以枝晶和柱状晶的形式存在。（2）针对钨涂层的热性能进行了研究,测得了沉积层和基材在不同温度下的热扩散系数、比热和热导率。整体钨含量约80 wt.%的沉积层在450℃左右时热导率与低活化钢基材相等,随着温度进一步升高,沉积层热导率上升,基材热导率下降。影响热导率的原因主要是由于沉积层中存在的缺陷和铁-钨复合相。（3）建立了低活化钢表面激光熔化沉积钨涂...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｔｏｋａｍａｋ装置图??（ａ）装置示意图；（ｂ）真空室示意图；（ｃ）第一壁部件；（ｄ）真空室实物图；（ｅ）偏滤器??示意图；（ｆ－ｇ）偏滤器实物图??１??
激光馆化沉积技术（Ｌａｓｅｒ?Ｍｅｌｔｉｎｇ?Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，?ＬＭＤ），又称激光溶覆技术??（Ｌａｓｅｒ?Ｃｌａｄｄｉｎｇ，?ＬＣ），是一种以激光为热源，将送入的粉状或丝状原料熔化后??堆积成型的技术，其原理图如图１－２所示。??（ａ＞?Ｌ?麟丨丨圯麵；?（ｂ）?．Ａｌｇｏｌ！?ｇａｓ??Ｍｉｉｒｏｒｓ??／?＼?Ｓｃａｊｕｉｉｎｇ?ｃｈａｍｂｅｒ??ｐｖＰｔｌｉｎ?Ｊ?＾?ｆｉ—，ｌ??：等ｎｎ??Ｃｏａｘｉａｌ?％?Ｓｈｉｅｌｄｉｎ＾?Ｌａｓｅｒ??Ｗ??ｐ？、ｖｔ？ｉ，ｐｉｐｃ＼＾?红Ｉｆ＾ｉｌｉｊｚｎｎｉｅｎｔ?ｐｉｓ?ｑ?ｄｅｖｉｃｅ?’?、？?－ｊ?Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｂｌ?ＩＢ??Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｙｔ／?／?■??ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?＼?／?Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ???￣?＂」??Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ?Ｐｏｗｄｅｒ??＊?＇?一?????ｆｅｅｄｅｒ??图１－２激光熔化沉积示意图??与传统技术相比，激光熔化沉积技术的优点在于：??（１）能量密度高（可达到ｌ〇５－ｌ〇７Ｗ／ｃｍ２）?［３３］，可熔化高熔点材料，且热影??响区较小，引起工件的形变量较小；??３??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]热障涂层的残余应力分析[J]. 李志华,李焕喜,徐惠彬,宫声凯. 北京航空航天大学学报. 2004(03)
博士论文
[1]热等静压法制备CFETR包层第一壁钨/钢模块研究[D]. 王纪超.中国科学技术大学 2017
[2]低活化钢中析出型相变及其对力学性能的影响[D]. 夏志新.清华大学 2011
硕士论文
[1]钽的本构关系研究[D]. 彭建祥.中国工程物理研究院 2001
本文编号：2987592
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｔｏｋａｍａｋ装置图??（ａ）装置示意图；（ｂ）真空室示意图；（ｃ）第一壁部件；（ｄ）真空室实物图；（ｅ）偏滤器??示意图；（ｆ－ｇ）偏滤器实物图??１??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]热障涂层的残余应力分析[J]. 李志华,李焕喜,徐惠彬,宫声凯. 北京航空航天大学学报. 2004(03)
博士论文
[1]热等静压法制备CFETR包层第一壁钨/钢模块研究[D]. 王纪超.中国科学技术大学 2017
[2]低活化钢中析出型相变及其对力学性能的影响[D]. 夏志新.清华大学 2011
硕士论文
[1]钽的本构关系研究[D]. 彭建祥.中国工程物理研究院 2001
本文编号：2987592
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