受控热核聚变能的利用是公认的有望解决人类未来能源需求的主要途径，材料问题是决定聚变能能否开发成功的关键之一，其中包括“面向等离子体材料” （PFM）。在远离等离子体或边缘等离子体能量不高的情况下一般使用钨作为面向等离子体材料。钨材料是在核聚变反应装置中直接面对等离子体的第一壁、偏滤器及限制器的装甲材料。钨面向等离子体材料的主要功能是：有效控制进入等离子体的杂质；有效移走辐射到材料表面的热；保护非正常停堆时其它部件免受等离子体轰击而损坏。钨面向等离子体材料关系到等离子体的稳定性及第一壁结构材料和元件的安全。  

在聚变反应过程中，钨面向等离子体材料受到高热流等离子体的强烈辐照，同时也受到逃逸出来的各种粒子的轰击，处于极其恶劣的工作条件下；尤其在发生等离子体破裂和垂直位移事件时，这种辐照和冲击更为严重。这就要求钨面向等离子体材料在以下几方面都应具有良好的性能：首先，PFM要有良好的导热性、抗热冲击性能和高熔点；其次，PFM应有低的溅射产额，即由物理溅射、化学溅射和辐照增强升华所产生的杂质的数量要低；第三，氢(氘、氚)再循环作用低，即氢(氘、氚)应具有较低 的吸放气性；第四，PFM应当是低活性材料。

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在处于辐射的路径上，使辐射水平减弱到它最初始值的一半所需要的屏蔽材料的厚度称为半值层厚度(Half-value Thickness HVL)，也被称为半值层。该法可作为一种估计合适屏蔽厚度的有效手段，由半值层厚度法求所需屏蔽材料的厚度或已知屏蔽层厚度估计屏蔽效果比较方便。 n个半值层厚度可使辐射强度减至1/2n。

下表列出不同能量的β辐射在铝中的半值层△1/2。

β辐射在钨中的半值层可通过下式换算近似得到：

△1/2W=0.482△1/2Al×A/Z

式中，
A,Z--钨的原子量及原子序数；
△1/2Al--在铝中的半值层值；
△1/2W--在钨中的半值层值。

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报废银钨触点银的回收工艺为：“一次分银---焙烧---二次分银”。

报废银钨触点钨的回收：
往二次分银后的滤渣中加入氨水（NH₃·H₂O），以溶解氧化钨（WO₃），发生的溶解反应的化学式如下：
WO₃+2 NH₃·H₂O=(NH4)₂WO₃+H₂O
然后，先过滤，再将滤渣返回氨浸流程，将所得到的滤液经过蒸发、结晶和干燥可以的到白色晶体，白色晶体为仲钨酸铵。此过程：钨酸铵→仲钨酸铵。化学反应式如下：
12(NH4)₂WO₃→(NH4)O₂WO₃↓+14NH₃↑+7H₂O
然后，再将所得到的仲钨酸铵放置于马弗炉中，在温度为700℃的条件下，焙烧1小时，可以得到黄色的三氧化钨粉末，三氧化钨中钨的含量可以利用能谱分析仪（EDS）来分析。
能谱分析仪(EDS - Energy Dispersive Spectrometer)可以用来分析材料的微区成分元素种类和含量，需要配合透射电子显微镜和扫描电子显微镜来使用。
为了节省废弃处理费用，可以将氨浸、蒸发和煅烧过程中的氨气转入酸性废弃处理系统中。



 

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1. 钨铜触点（Cu80W/Cu）原材料的选用
（1）钨粉的选用。选用的是牌号为FW-1标准的钨粉，钨粉的粒度范围：6-8μm。如果钨粉出现氧化现象，则需要在温度为860℃左右和氢气的保护条件下，保温1h，还原被氧化的钨粉。

（2）铜粉的选用。采用的是电解铜的方法获得，需要将其还原，还原气氛为氢气氛围，温度控制在300℃左右，保温时间为1h。

2.触头的制备|
采用的是粉末冶金熔渗烧结工艺制备钨铜触点（Cu80W/Cu）的触头。
工艺流程：混粉（钨粉和铜粉，按比例）→压制成型→烧结熔渗（钨铜坯）→加工挤压。
烧结熔渗条件：需要通入氢气（氢气流量：1m³/h），温度控制在1500℃左右，烧结时间为2h。

加工挤压：将经烧结熔渗所得的钨铜坯进行车加工，然后在其表面均匀地涂上润滑油后，再用四柱液压机进行挤压。



 

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影响钨铜触点材料的因素有很多种，主要有触点的结构尺寸、制造工艺、钨粉的粒度、应用场合、电流特性和触点的关合分断速度和初压力等等。“影响钨铜触点材料的因素- 结构尺寸和制造工艺”主要介绍了其中的结构尺寸和制造工艺因素对钨铜触点的影响，本文则介绍的是影响钨铜触点材料的因素中的钨粉的粒度、应用场合、电流特性和触点的关合分断速度和初压力因素：

3.钨粉的粒度。有研究显示，不管是用的较粗的钨粉或者较细的钨粉来制备触点材料，它们的抗电弧侵蚀性能都不是很好，而如果将粗粉和细粉按一定比例混粉制备的话，则制备出来的钨铜触点的各项性能都会相对好些。注意项：不同成分的触点材料的钨、铜混合比例不同。

4.应用场合。有实验结果表明，对于不同的应用场合，成分不同的触点材料都有其相对应的最佳适用场合。比如，在空气或者真空开关中，钨（90）/铜（10）的抗电弧侵蚀性能最好。

5.电流特性。有研究表明，电流的特性不同，在通断过程就会产生不同的暂态特性，但是，在触头选定完成后，它的值为定值。

6. 触点的关合分断速度和初压力。燃弧时间是由开断速度尤其是初开速度决定的，燃弧时间的缩短可通过提高初开速度来实现，这样，触点烧蚀的可能性就减少了。如果初压力增加了，触点的机械振动可以得到减弱，这样，电弧侵蚀和机械磨损就减少了。



 

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上海是一项紧张、激烈的游戏，对三倍区和双倍区的准确性要求较高。选手们有同样的投掷机会，作为一个“击球”游戏，它与棒球很相像。

参赛人数：多少人都可以，经常有一打或者更多的人一起玩“上海”游戏。

使用的分数：1、2、3、4、5、6、7。

比赛规则：选手轮换投镖，从1分、2分直至7分数区。他们尽可能的多得分，每一轮投三镖。比赛中只有击中分数区才计分，分数就是镖盘上的数值。比如，三个1相当于3分，三个7相当于21分。这样一来，随着比赛进展和分数加大，比赛的运气会发生戏剧性的变化。有两种方式赢得比赛：比对手获得更多的分数，或者获得一个“上海”，从而自动赢得比赛。任何选手都可能在一轮三镖中通过击中一个分数区的三倍、双倍和单倍（即“上海”），顺利赢得比赛。

比赛战术：如果想击出“上海”而赢得比赛，三倍区是瞄准的最佳分数区，因为得分最多，但它又是难度最大和必不可少的目标。

记分：“上海”比赛的计分板是一种简单的计分格，在上方标明选手的代号，左边竖向排列1~7分数区，每一轮之后纪录下累计的得分，这样选手很容易了解分数的变化。

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上海是一项紧张、激烈的游戏，对三倍区和双倍区的准确性要求较高。选手们有同样的投掷机会，作为一个“击球”游戏，它与棒球很相像。

范例：

第一次“击球”—1分数区

选手A击中三次1分。得分：3分。

选手B击中一次1的三倍区和一个1分（另一镖没有击中1）。得分：4分。

选手C没有击中1分，没有得分。

第二次“击球”—2分数区

选手A没有击中2分，没有得分。

选手B击中两次2分。得分：4分。

选手C击中一次三倍和二次2分。得分10。

变种：

7分或者“你出局了”。有时候比赛中。没有击中一个特殊的分数，选手就自动输掉了。这个分数通常是3、5，或者比赛中的最后一个分数（一般是7），在比赛开始以前确定。因此，如果选手没有击中3，他将自动出局。由于有三名以上的选手，比赛仍可继续，直到有人获胜。

双倍或三倍结束。有一些变种，使一般要求击中同一分数的三倍、双倍和单倍的“上海”游戏变得异常困难。这些玩法规定，不能以单倍结束。由于实行这样的规则，要击出“上海”，必须把击中双倍或三倍作为最后一镖，谈后才能赢得比赛。

不同的分数。有时候偶然选择目标分数（替代上述规则中所说的1~7）。还有些用9个分数而不是7个（1~9，或者其他偶然选择的）。

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由于电离辐射对人体有损伤作用，过量的辐射照射会对人体产生危害。因此，在发展和利用核能与核技术的过程中对辐射安全与防护的问题给予特别的重视。传统的辐射防护材料是铅，然而随着核技术的广泛应用，在实践中人们发现：铅作为辐射防护材料有很多弊端，比如会产生二次韧致辐射，硬度比较差，同时铅本身是重金属污染源，很可能在使用过程中造成重金属中毒。因此，寻找一种安全可靠的防护材料对于从事放射性工作人员的安全至关重要。

如图所示，钨-镍合金与铅材料屏蔽性能比较。μ的大小与γ射线的能力及吸收介质密度ρ等因素有关。密度愈大，单位体积中原子、电子数越多，γ射线照射量率衰减得就愈快，γ射线线衰减系数μ就愈大。由图所示，钨-镍合金作为新型辐射材料于传统的铅屏蔽材料相比具有很多的优势，它不产生二次韧致辐射，硬度大而且同样的屏蔽效果厚度仅为铅的2/3，钨-镍合金是理想的替代铅的屏蔽材料。

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高密度材料在医疗器械、安检设备、航空航天及娱乐休闲等领域具有广泛的应用和发展潜力。特别是迅速发展的医疗领域和和核电领域，作为防高能射线屏蔽材料，高密度物质受更高的关注。

在高密度物质中，铅是广泛且成功应用于防辐射的材料。然而。铅在加工、运输与使用等过程中，都会有铅尘散发，产生潜在危害。因此，迫切需要一种环境友好、密度高的材料来替代铅材料。钨是一种化学性质很稳定的金属，密度高达19.4g/cm3，是理想的防辐射材料。但是钨金属硬度高、熔点高、脆等性质限制了其应用。钨复合材料是由两种物质混合而成的新兴材料: 聚合物作为填料，并与90%以上的钨粉混合，例如，97%的钨粉填充尼龙材料，最终产品的密度可高达13g/cm3。 因此，优化高密度含钨复合材料能够成为铅屏蔽材料的理想替代物，在于钨复合材料的高密度性质，可采用注塑的方法来加工，成本低、形状复杂，具有无可比拟的优势。

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以下为稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上转换性能研究中Ho³⁺浓度对Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶吸收光谱的影响。

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在300nm左右紫外吸收峰强度直线下降，可以把此处作为紫外吸收边。随着Ho³⁺离子掺杂浓度的不断提高，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的紫外吸收边不断红移，但当Ho³⁺离子浓度达到2mol%时，吸收边逆转发生蓝移。此现象可由Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶的晶格缺陷解释。根据第三章中对基质材料的分析，少量Zn²⁺离子的掺杂并没有改变CaWO₄晶体原有的体心四方结构，Zn²⁺离子只是取代了晶格中Ca²⁺离子的位置。同样，掺杂Ho³⁺离子和Yb³⁺离子占据了Zn²⁺离子或Ca²⁺离子的位置，多余的正电荷由Zn²⁺离子或Ca²⁺离子的空位缺陷补偿。吸收边的移动与离子极化能力有关，不同离子的极化能力如表所示。

由表可以看出，Ho³⁺、Yb³⁺离子的极化能力比Zn²⁺离子和Ca²⁺离子强。稀土离子的掺杂使Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶中WO₄^2-基团极化度增加，电子云变形性增大，自由电子跃迁所需能量减少，因此自由电子更易发生跃迁产生红移现象；当Ho3+离子浓度过大时，会使Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶内部能量急剧增加，自由电子被束缚在价带很难发生能级跃迁，因此吸收边发生蓝移。 

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的紫外吸收边先红移后蓝移，当Ho³⁺离子浓度为1.0mol%时，吸收边红移至最大，此时更易发生自由电子的能级跃迁，有利于上转换发光强度的提高。

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