先进钨基复合材料的制备工艺研发开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

钨（w）及其合金作为高温结构材料和功能材料、切削和耐磨材料、精细化工原料，在照明工程、电力电子工程、制造业、核工业、航空航天工程、军工业、医疗器件等众多领域发挥着独特的作用^[1,2]。在聚变堆装置中，面向等离子体材料必须要具有良好的导热率、抗热冲击性、低溅射产额、低放射性、低蒸汽压及高熔点等性能^[3]。钨（w）因具有物理溅射的高能量临界值、不与氢反应、高熔点、低蒸气压、良好的导热性和高温力学性能成为聚变、核工厂、航空航天领域的重要应用材料之一。是核聚变反应堆最具有前途的一类面向等离子体材料^[2,4,5]。

然而，纯钨面临着以下问题需要解决：难加工、脆性大、高的韧脆转变温度、低的再结晶温度等问题。因此，如果要制备出的钨材料并满足聚变装置要求，需进一步改善以上性能^[6,7]。目前，改善钨（w）性能的常用方法有两大类，一类是通过热加工如强塑性变形、轧制、旋锻等方法改善钨（w）材料的显微组织，以提高其性能；另一类就是通过钨基材料的成分和结构设计来制备新型钨基材料以提高钨的性能。目前在钨合金里面添加一些元素可有效提升其耐高温性、耐辐射性和耐等离子冲刷^[8,9]。因此，新型钨基材料的研发是关键。采用弥散强化、合金化、复合化等手段可以有效地改善钨基材料的某些性能,特别是碳化物、碳纳米管、钨丝等材料的复合化，制备技术的改进，热加工和冷加工手段的实施，必将使得面向等离子体材料钨的性能取得显著提高^[10,11]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1、文献调研，了解国内外研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康，安全，成本以及环境等因素的关系；

2、调研不同元素对提高钨合金耐高温性，耐辐射性和耐等离子冲刷的作用；

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容和研究背景，熟悉研究所需的实验设备和原材料，了解实验工艺流程和关键技术。确定方案，完成开题报告；

第4-8周：针对聚变等使用环境，调研其掺杂元素优化钨合金性能的作用；

第9-12周：基于w-氧化钇材料，确定其材料制备工艺和分析表征的技术路线；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 华睿. 基于多向压缩工艺的纯钨组织及性能研究[d].合肥工业大学,2015.

[2] 范景莲. 钨合金及其制备新技术[m]. 2006.

[3] 朱玲旭，郭双全，张宇，等. 新型钨基面向等离子体材料的研究进展[j]. 材料导报, 2011, 25(15): 42-45.