W-1%La 2 O 3 合金的微观组织分析与晶界工程初步研究

发布时间：2023-05-10 05:51

　　磁约束聚变能具有无资源限制、环境洁净、安全性好等优点，因而它是人类未来可持续发展的战略能源技术选择之一。核聚变能发展所面临的严峻挑战之一是聚变堆中面向等离子体材料的选择。由于钨及其合金具有高熔点、低蒸汽压、热导性好、与等离子体有良好的相容性等特点，被认为是最有希望用于聚变堆面向等离子体第一壁的候选材料。然而，目前钨材料用于聚变堆的最大障碍在于它的低温脆性和相对较高的韧脆转变温度。钨及其合金微观组织及韧性的研究，对其能否在聚变堆中商用意义重大。 首先本文通过X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜对聚变堆面向等离子体候选材料W-1%La₂O₃合金的微观组织进行了研究。观察结果表明：与纯钨相比，添加了1%La₂O₃的钨合金组织致密，孔隙与晶界裂缝消失，大量颗粒弥散在钨合金基体上。进一步的化学成分分析并结合电子衍射花样发现，在这些颗粒中不仅存在微米级的La₂O₃相，还分布着很多亚微米相：钨的氧化物，包括WO3、WO2以及W₃O_...

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 面对等离子体材料
        1.2.1 面对等离子体材料概述
        1.2.2 面对等离子体材料候选材料—钨及其合金
    1.3 微观组织对钨材料性能的影响
    1.4 晶界工程
        1.4.1 晶界工程概述
        1.4.2 非退火孪晶晶界工程
    1.5 材料的韧脆转变
        1.5.1 韧脆转变过程
        1.5.2 韧脆转变温度的表征
    1.6 课题研究的意义和主要内容
第二章 实验方案设计与实验过程
    2.1 W-1%La₂O₃合金的微观组织分析
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验过程
        2.1.3 电子衍射花样的标定
    2.2 W-1%La₂O₃合金的晶界工程研究
        2.2.1 研究方案
        2.2.2 实验过程
第三章 W-1%La₂O₃合金的微观组织分析
    3.1 显微组织观察
    3.2 合金相分析
        3.2.1 X-射线衍射(XRD)分析
        3.2.2 透射电镜分析
    3.3 本章小结
第四章 W-1%La₂O₃合金的晶界工程研究
    4.1 纯钨与 W-1%La₂O₃合金原始态的压缩行为
    4.2 各处理条件下的屈服强度-温度曲线
    4.3 各处理条件下 W-1%La₂O₃合金的韧脆转变温度
        4.3.1 各类钨材料试样压缩后的裂纹情况
        4.3.2 25%及 5%变形量+800℃/1h 退火
        4.3.4 5%变形量+1200 及 1350℃/1h 退火
        4.3.5 0%变形量+1350℃/1h 退火
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3813165