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第1章 绪论1

1.1引言1

1.1.1解决世界能源问题的新途径——受控热核聚变1

1.1.2核聚变装置3

1.1.3等离子体与第一壁的相互作用（PMI）4

1.1.4托卡马克装置中面对等离子体第一壁材料6

1.2W基面对等离子体第一壁材料10

1.3钨基材料的现状11

1.3.1W-Ni-Me系合金13

1.3.2W-Cu复合材料14

1.3.3W-稀土氧化物合金15

1.3.4TiC和ZrC增强钨基复合材料16

1.3.5W-Re合金17

1.3.6W-Mo合金18

1.3.7钨涂层18

1.3.8W基面对等离子体材料的选择19

1.4钨基材料的制备方法19

1.4.1粉体制备方法19

1.4.2主要烧结方法22

1.4.3钨基材料制备新技术24

1.5钨基材料的强化研究25

1.5.1复合强韧化25

1.5.2钨基材料的强化机制26

参考文献27

第2章 钨基复合材料制备工艺设计及性能测试表征35

2.1钨基复合材料制备影响因素36

2.1.1粉体的影响36

2.1.2烧结的影响38

2.2工艺路线设计40

2.3实验材料40

2.4材料的制备41

2.4.1复合粉体制备工艺41

2.4.2烧结工艺42

2.5粉体的表征43

2.5.1粉体相组成及晶粒度的测定43

2.5.2复合粉体的形貌观察44

2.5.3复合粉体的中值粒径及比表面测试44

2.6材料组织结构观察与性能测试44

2.6.1复合材料密度测试44

2.6.2复合材料弯曲性能测试45

2.6.3复合材料显微硬度测试46

2.6.4复合材料显微组织结构分析46

2.7高能电子束真空热负荷实验47

2.7.1实验装置47

2.7.2实验过程47

2.8主要仪器设备49

参考文献50

第3章 高能球磨制备TiC／W复合粉体及其表征52

3.1球磨机的粉碎机理57

3.2液体介质比60

3.3球磨转速62

3.4球料比63

3.5球磨时间64

3.6小结70

参考文献71

第4章 高能球磨TiC／W复合粉体的烧结致密化73

4.1烧结73

4.1.1粉末烧结基本过程75

4.1.2粉末烧结动力学75

4.1.3W-TiC复合材料的烧结特点77

4.2TiC／W复合材料的相对密度78

4.2.1TiC含量对TiC／W复合材料相对密度的影响78

4.2.2烧结工艺对TiC／W复合材料相对密度的影响79

4.2.3球磨时间对TiC／W复合材料相对密度的影响80

4.2高能球磨对TiC／W复合材料组织性能的影响81

4.3高能球磨制备TiC／W复合材料的改进85

4.3.1TiC／W复合粉体的分布85

4.3.2TiC／W复合材料的性能85

4.4TiC／W复合材料的烧结87

4.4.1TiC／W复合材料烧结特点87

4.4.2高能球磨TiC／W复合材料烧结机理讨论88

4.5小结90

参考文献91

第5章 颗粒增强复合材料的制备与力学性能92

5.1TiC-La2O3／W复合材料成分设计与制备95

5.2TiC-La2O3／W复合材料的力学性能96

5.2.1TiC-La2O3／W复合材料的密度和相对密度96

5.2.2TiC-La2O3／W复合材料的硬度和弹性模量98

5.2.3TiC-La2O3／W复合材料的抗弯强度和断裂韧性99

5.3TiC-La2O3／W复合材料的组织结构100

5.3.1TiC-La2O3／W复合材料的金相显微组织100

5.3.2TiC-La2O3／W复合材料的TEM照片101

5.4TiC-La2O3／W复合材料的断口形貌及裂纹路径分析103

5.5强韧化机制106

5.6小结109

参考文献110

第6章 W-Cu复合材料的制备与性能114

6.1FGM的设计116

6.2FGM的制备方法117

6.2.1粉末冶金法117

6.2.2等离子喷涂法118

6.2.3气相沉积法119

6.2.4自蔓延高温燃烧合成法（SHS）120

6.3梯度功能材料的应用120

6.3.1航空航天领域120

6.3.2机械工程领域121

6.3.3光电领域121

6.3.4能源领域121

6.3.5生物工程领域122

6.4W-Cu复合粉体的制备与表征124

6.4.1W-Cu复合粉体的XRD图谱124

6.4.2W-Cu复合粉体的晶格常数和晶粒尺寸127

6.4.3W-Cu复合粉体的形貌130

6.5W-Cu复合材料的显微组织131

6.6W-Cu复合材料的力学性能133

6.6.1W-Cu复合材料的密度和相对密度133

6.6.2W-Cu复合材料的显微硬度135

6.6.3W-Cu复合材料的抗弯强度136

6.7小结138

参考文献139

第7章 高能电子束真空热负荷实验研究145

7.1传热学基本理论147

7.1.1温度与热量147

7.1.2传热基本方式147

7.1.3热应力149

7.2电子束热冲击模拟实验150

7.2.1电子束热冲击对表面温度的影响150

7.2.2电子束热冲击对表面形貌的影响151

7.2.3电子束热冲击引起的质量烧蚀率155

7.2.4电子束热冲击破坏机制分析155

7.3电子束热负荷循环实验157

7.3.1电子束热负荷循环对材料组织结构的影响157

7.3.2电子束热负荷循环对显微硬度的影响159

7.3.3电子束热负荷循环对抗弯强度的影响160

7.4小结161

参考文献162