鈦鎢複合等離子體材料

ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克，俗稱“人造太陽”，旨在為人類未來創造清潔可持續的能源。

ITER 採用氘氚產生核聚變，氘氚在環流器內以幾百萬，幾千萬至上億的溫度聚變，環流器就必須由耐高溫的金屬來強化，也就是說，“人造太陽”的主體，需要特殊的材料築起一道“防火牆”，來抵禦裝置內部上億度的高溫環境。從工程角度來看，材料問題決定著聚變能開發的成功與否。

在聚變材料中，非常重要的一類材料是面向等離子體材料（PFMs），對 PFMs 的總體要求是：耐高溫、低濺射、低氫（氚）滯留及與結構材料相容。鎢被認為是最有前景的 PFMs 材料，能滿足這種嚴酷環境下的諸多要求，但是由於鎢自身的結構特點造成其面臨嚴重的脆性，因此，將在鎢摻雜鈦元素複合成鎢基複合材料能較好地解決鎢的脆性問題。

目前解決摻雜鎢的途徑有很多，本文介紹摻雜鎢粉體的一種新方法—滴定法。在偏鎢酸銨（AMT）飽和溶液與碳化鈦（TiC）微粉和分散劑組成的懸浮液中，滴入無水乙醇獲得 AMT 包覆碳化鈦前驅體；然後對前驅體進行高純氫還原製備出鎢包覆 TiC 複合粉體，採用放電等離子體燒結（SPS）技術制得鈦鎢複合材料。

經過測試表明，使用滴定法，鈦鎢複合材料經 600 ℃保溫1 h 和 800 ℃保溫30 min H₂ 還原，得到分散良好的類球形複合粉體。在 1600 ℃保溫 2 min，SPS 燒結後TiC在基體中分佈均勻，鈦鎢複合材料的相對密度達到 94.6%，抗彎強度達到 739 MPa，顯微硬度達到 4.86 GPa，斷裂韌性達到 7.87 MPa·m^1/2，完美解決了鎢的脆性缺陷。

解決了鎢的脆性問題，以鎢為主的合金材料在人造太陽中便有了更大的使用範圍，實際上，鎢基材料不僅是人造太陽壁體的主要材料，也是偏濾器的主要材料。

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