期刊名称：《中国钨业》
国内统一刊号(CN)：CN11-3236/TF 国际标准刊号(ISSN)：ISSN1009-0622 创办日期：1986年 刊 期：双月刊 电 话：0797-8106067 Email：zgwu@chinajournal.net.cn 970136973@qq.com
主管部门：中国有色金属工业协会 主办单位：中国钨业协会 协办单位：赣州有色冶金研究所有限公司
钨铼合金具有更好的耐高温、延展性、低蒸汽压、低电子逸出功和低的韧脆转变温度等优异的高温力学性能，应用于各高温材料领域。结合近年相关研究，从制备钨铼合金粉体和钨铼合金块体两方面出发，综述了Re对钨基材料性能方面的改善效果以及合金制备方法，粉体制备方法有高能球磨法、混粉法、湿化学法和球化法，合金制备方法常见有放电等离子烧结法、气相沉积法、3D打印成型技术等，并结合其应用背景对制备工艺的研究现状及发展趋势进行展望。
为了实现激光粉末床熔化技术（Laser Powder Bed Fusion,LPBF）成形钨的裂纹抑制，本研究通过添加铼元素和碳元素，成功制备了W-21Re-C合金，并对其成形性、微观组织和力学性能进行了研究。结果发现，LPBF制备W-21Re-C合金的成形窗口较窄，并存在一定数量的孔洞和裂纹缺陷，但相较于纯钨裂纹有所减少。LPBF成形W-21Re-C合金中形成了大量六方W_2C亚结构，在快速凝固的作用下，体系中微纳尺度亚结构呈现为枝晶结构和胞状结构。合金中铼元素主要以固溶形式存在于钨基体中，W_2C亚结构的枝晶臂间隙和胞壁处也存在一定的铼元素偏聚。在铼对钨基体固溶强化和W_2C胞状结构的共同作用下，LPBF成形W-21Re-C合金的显微硬度显著高于良好LPBF成形的纯钨。
钨-钽（W-Ta）合金研究对聚变堆钨基材料的研发与服役可靠性评价具有重要意义。本研究围绕热锻W-5%Ta（质量分数）合金开展了高温自离子辐照损伤（2 MeV W~+,800℃/1.2 dpa）及热回复试验（1 000℃/1 h）。采用透射电镜显微缺陷表征方法，证实了高温辐照态样品中出现了大量位错环，其中部分位错环的空间分布表现出“筏型组态”特征。经统计分析，在高温辐照态样品中位错环平均尺寸和数密度分别达到（7.1±1.8）nm和（1.5±0.2）×10~(22) m~(–3)；而在辐照后退火态样品中，位错环平均尺寸增加至（10.4±6.5）nm，数密度下降至（1.1±0.1）×10~(22) m~(–3)，辐照孔洞开始出现。结合相关文献，依据辐照缺陷的尺寸、数密度指标讨论了金属W中辐照缺陷在第IV、V回复阶段下的演化机制以及Ta元素的作用。比较发现Ta的钉扎作用延缓了辐照位错环的尺寸粗化与数密度下降趋势，而Ta对辐照孔洞的演化影响甚小。
采用喷雾干燥结合氢气还原的方法制备W-10Re合金粉体，并通过放电等离子体烧结制备成块体。试验表明，对不同成分的前驱体溶液进行喷雾干燥，还原后的W-10Re粉体的松装密度和氧含量有着显著的差异。当H_2C_2O_4含量为AMT/NH_4ReO_4质量的16.7%时，粉体具有最高的松装密度和最低的氧含量，此时粉体松装密度为2.27 g/cm~3，氧含量为0.15%。在不同的升温速率下对W-10Re粉体进行烧结，发现较低的升温速率有利于获得更高密度的W-10Re合金块体，当采用低升温速率的烧结工艺时（升温速率约为100℃/min），合金相对密度可达到99.7%。在升温速率较低时，相同烧结温度下坯体具有更高的瞬时相对密度，这表明坯体的致密化过程需要一定的时间。此外，降低升温速率所导致的烧结时间的延长使晶粒长大了约16%，样品硬度分布更加均匀。
钨是聚变堆面向等离子体材料的主要候选材料，抗瞬态热冲击能力是其重要的服役性能。为了提高钨的抗热冲击性能，以W-0.5%ZrC复合材料为基体，采用放电等离子烧结制备了具有不同氧化钇含量的W-ZrC-Y复合材料，采用扫描电镜和透射电镜对氧化钇含量与晶粒组织之间的关系进行研究，通过显微硬度和抗弯强度测试对不同氧化钇含量样品的力学性能进行比较，采用高能电子束对其瞬态热冲击行为进行测试。结果表明，钇添加含量为0.5%时，所制备的复合材料具有最为均匀的细晶组织，其弯曲强度最高，同时具有最高的抗瞬态热冲击开裂阈值。
钨及其合金因具有熔点高、沸点高、真空蒸气压低、低的热膨胀系数、无毒、导热性能好以及低溅射率等特性成为未来聚变堆面向等离子体材料第一候选材料。为减少核聚变堆运行过程高能束流及辐射热对钨表面损伤，需要将钨与和热沉材料连接成一体，对钨进行主动冷却。钨及其合金与钢、铜及铜合金之间物理性能差异巨大，实现钨及其合金和异种材料的可靠连接是建造核聚变堆的关键技术。本研究从核聚变堆用钨及其合金与异种材料的特性出发，对钨及其合金与异种材料主要连接技术以及未来可能用到的技术进行了归纳总结，包括钎焊、扩散焊、激光沉积成型等技术，并结合实际工程应用需求，提出了对于钨及其合金与异种材料连接的未来展望，为后续研究提供相关参考。
钨及其合金凭借高熔点、高热导率、低膨胀系数等特性被广泛应用于航空、军工、核工业等领域。但是钨又存在低温脆性、再结晶脆性等问题，在一定程度上限制了其应用。弥散强化和细晶强化是改善钨合金综合性能的有效途径，在钨基体中加入碳化物或氧化物等均匀分散的纳米第二相来强化晶粒和晶界可以提高合金综合性能。目前常用的弥散强化相为碳化钛（TiC）、碳化铌（NbC）、碳化锆（ZrC）等碳化物和氧化镧（La_2O_3）、氧化铝（Al_2O_3）、氧化钇（Y_2O_3）、氧化锆（ZrO_2）等氧化物。本文综述了国内外关于第二相强化钨合金的研究概况和最新进展，从材料制备、微观结构、力学性能等方面进行了对比和分析，并对未来高性能钨合金的发展趋势进行了展望。
采用粉末冶金及高温锻造工艺制备了3种规格的纯钨棒材，研究了不同变形量钨棒的微观组织、热导率及再结晶温度的差异。结果表明，随着变形量的增加，纯钨棒的相对密度和维氏硬度都呈现出先快速上升后趋于平缓的趋势，晶粒长径比逐渐增大且晶粒组织逐渐细化，最终呈现出纤维状。由于密度提升及孔隙率降低，纯钨棒的热导率及热扩散系数都随对数应变的增大有一定的提升，而当纯钨棒趋于完全致密化后，其热导率差异较小。对数应变为1.57的纯钨棒的再结晶温度最高，约为1 520℃。经1 450℃保温1 h退火后，对数应变0.88的纯钨棒整体晶粒组织已经明显变大，而对数应变为2.95的纯钨棒已经形成等轴晶。对数应变为2.95的纯钨棒再结晶后的晶粒组织比对数应变为0.88和1.57的要更加均匀细小。
磁约束聚变装置真空室第一壁的烘烤处理温度一般不超过773 K，钨作为第一壁和偏滤器的重要候选材料，其氢同位素的热脱附温度常常高达800 K及以上。本研究通过气相热扩散方式向钨中引入氘，利用热脱附谱法（TDS）研究了真空热处理保温温度和时间对钨中氘脱附行为的影响。结果显示：对于未经真空热处理的钨，D_2的脱附峰对应温度为902 K,HD脱附峰为934 K;HD在1 273 K以后仍存在热脱附峰。在经过了373～563 K真空热处理2 h后，钨中氘没有明显释放，但随热处理温度升高，D_2与HD峰位有向低温移动趋势；当热处理时间为3 h时，D_2与HD峰位向低温方向移动程度更大，且热处理温度提高至673 K时，在保温阶段即有大量氘释放，HD的第二个峰在1 000 K以下即释放完毕。研究结果对于磁约束聚变装置真空室第一壁烘烤工艺的优化具有重要的参考意义。
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<正>《中国钨业》（ISSN1009—0622;CN11—3236/TF）杂志于1986年创刊，由中国有色金属工业协会主管，中国钨业协会主办，赣州有色冶金研究所协办，是专注报道钨行业全产业链科技进步的权威杂志。为了跟踪报道钨行业最新的科研动态及最前沿的学术课题，集中反映国内外钨科技发展的现状及趋势，凸显刊物在钨行业的地位及办刊特色，本刊拟从2018年开始不定期征集和发表专题类文章。每个专题拟定由至少5篇左右的同一主题文章组成，