核聚变装置钨-铜复合块精加工

在核聚变装置中，钨由于具有高熔点、较低的溅射率、较高的溅射能量阈值、不与氢同位素反应等优点而被认为是最有希望的面向等离子体材料 (PFM)。钨单块与铬锆铜管结合成的面向等离子体部件 (PFC)，是聚变装置偏滤器靶板高热负荷部件制备的首选方案。

钨单块类型PFC的特征是在钨单块内部开孔，然后在钨单块开孔内表面覆一 层无氧铜内衬，制备成钨/铜复合块，最后把铬锆铜(Cu)管穿过开孔与一组钨/ 铜复合块连接起来。钨单块类型PFC的特征还在于钨单块之间留有一定宽度 (‑0.5mm)的间隙，用来缓和热应力和吸收应变。其中钨-铜复合块的加工制作十分关键，对钨-铜复合块与铬锆铜(Cu)管的装配和连接有很大的影响。

为了实现上述目标，研究人员采用以下用于核聚变装置高热负荷部件的钨-铜复合块的制作方法，其包括以下步骤：

(1)在钨单块内部开孔；

(2)在钨单块开孔内表面施加一层经热等静压(或钎焊、铸造)加工的 0.1‑1mm厚度的无氧铜内衬；

(3)无氧铜内衬在钨单块一侧突出一个0.1‑1mm厚度，0.1‑5mm宽度的翻 边台阶，然后将翻边台阶与钨块经过热等静压(或钎焊、铸造)加工结合。

制作的钨/铜复合块在其一侧突出一个0.1‑1mm厚，0.1‑5mm宽的无氧铜内衬翻边台阶，可以在多块钨/铜复合块与热沉冷却水管装配过程中起到精确定位作用，使钨单块之间自然形成一个0.1‑1mm间隙，更重要的是在后续HIP 或胀管扩散焊(HRP)连接钨/铜复合块和热沉冷却水管工艺过程中起到避免热沉 冷却水管在钨单块间隙之间发生较大局部变形的作用，从而大大提高核聚变装置整体连接质量和成品率。

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