改性钨材料的掺杂物有效抑制再结晶

改性钨材料变形比的增加可以产生相对快速的微观结构恢复，而且一般来说对再结晶的抵抗力较低。与具有相同主要化学成分的低变形比的材料相比，具有较高变形比的材料显示出略低的再结晶温度。

研究人员的结构表明改性钨材料的K掺杂、La2O3颗粒的分散和Re-addition抑制了再结晶，这可能是由于K气泡、La2O3颗粒和溶质Re阻碍了晶界和位错的运动。此外，由于固溶体软化，Re-addition降低了接收状态下的硬度，而K-掺杂和La2O3颗粒的分散则提高了硬度。

此外，K掺杂的W-3%Re（L）和W-3%Re-1%La2O3（L）板显示了Re-addition和第二相分散（K掺杂和La2O3颗粒的分散）对抑制再结晶的协同积极作用。相比之下，只有被K掺杂的W棒（L）显示出K掺杂对抑制再结晶没有积极作用。这可能是由于烧结和锻压条件不足，无法获得非期望的K-气泡的数量密度和大小。

就板材材料而言，除了纯W（H）板，在微结构恢复和再结晶过程中晶粒增长并不明显。纯W（H）板在1200-1300 °C和2000 °C以上出现了明显的晶粒增长，这可能分别归因于一次和二次再结晶。在1900-2000℃时，晶粒尺寸的数据散布相对较大。这可能是由于重要的晶粒生长可能在这个温度范围内开始。

其他材料在一次再结晶过程中显示出小的晶粒增长。W-3%Re(H)和K掺杂的W-3%Re(H)板在二次再结晶期间显示出轻微的晶粒增长。相比之下，在K掺杂的W（H）和W-3%Re-1%La2O3（L）板中没有发生明显的晶粒增长。基于这些结果，K掺杂、La2O3颗粒的分散和Re-addition有能力抑制晶粒生长。特别是对于由相对高温下的二次再结晶引起的晶粒增长，K掺杂和La2O3颗粒的分散比Re添加更有效。

众所周知，第二相分散体的大部分有利影响都发生在高温下，例如，超过基体材料熔化温度的一半。例如，高温蠕变变形可以通过第二相分散导致的晶界滑动的抑制而得到抑制。因此，人们认为，与其他改性方法（如合金化）相比，La2O3颗粒的K掺杂和分散可以对相对高温下发生的现象起到有效的作用。作为一个例子，我们认为在本研究中观察到了对晶粒生长的抑制。

参考来源：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.

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