改性鎢材料的摻雜物有效抑制再結晶

改性鎢材料變形比的增加可以產生相對快速的微觀結構恢復，而且一般來說對再結晶的抵抗力較低。與具有相同主要化學成分的低變形比的材料相比，具有較高變形比的材料顯示出略低的再結晶溫度。

研究人員的結構表明改性鎢材料的K摻雜、La2O3顆粒的分散和Re-addition抑制了再結晶，這可能是由於K氣泡、La2O3顆粒和溶質Re阻礙了晶界和位錯的運動。此外，由於固溶體軟化，Re-addition降低了接收狀態下的硬度，而K-摻雜和La2O3顆粒的分散則提高了硬度。

此外，K摻雜的W-3%Re（L）和W-3%Re-1%La2O3（L）板顯示了Re-addition和第二相分散（K摻雜和La2O3顆粒的分散）對抑制再結晶的協同積極作用。相比之下，只有被K摻雜的W棒（L）顯示出K摻雜對抑制再結晶沒有積極作用。這可能是由於燒結和鍛壓條件不足，無法獲得非期望的K-氣泡的數量密度和大小。

就板材材料而言，除了純W（H）板，在微結構恢復和再結晶過程中晶粒增長並不明顯。純W（H）板在1200-1300 °C和2000 °C以上出現了明顯的晶粒增長，這可能分別歸因於一次和二次再結晶。在1900-2000℃時，晶粒尺寸的資料散佈相對較大。這可能是由於重要的晶粒生長可能在這個溫度範圍內開始。

其他材料在一次再結晶過程中顯示出小的晶粒增長。W-3%Re(H)和K摻雜的W-3%Re(H)板在二次再結晶期間顯示出輕微的晶粒增長。相比之下，在K摻雜的W（H）和W-3%Re-1%La2O3（L）板中沒有發生明顯的晶粒增長。基於這些結果，K摻雜、La2O3顆粒的分散和Re-addition有能力抑制晶粒生長。特別是對於由相對高溫下的二次再結晶引起的晶粒增長，K摻雜和La2O3顆粒的分散比Re添加更有效。

眾所周知，第二相分散體的大部分有利影響都發生在高溫下，例如，超過基體材料熔化溫度的一半。例如，高溫蠕變變形可以通過第二相分散導致的晶界滑動的抑制而得到抑制。因此，人們認為，與其他改性方法（如合金化）相比，La2O3顆粒的K摻雜和分散可以對相對高溫下發生的現象起到有效的作用。作為一個例子，我們認為在本研究中觀察到了對晶粒生長的抑制。

參考來源：Nogami S, Hasegawa A, Fukuda M, et al. Mechanical properties of tungsten: recent research on modified tungsten materials in Japan[J]. Journal of Nuclear Materials, 2021, 543: 152506.

• < 前一頁
• 下一個 >