《表2 常见钨基材料防护涂层》

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《面向等离子体壁材料的腐蚀行为与涂层防护综述》

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国内外研究发现，引入合金元素（Ta、Y、Re等）以及采用氧化物/碳化物弥散强化（Dispersion Strengthened，DS）的方式，可提高钨基材料机械性能、热疲劳性能和再结晶温度，但部分钨合金在中子辐照下易产生脆性破坏，如表2所示[69-71]。研究表明，W-Ta合金可以降低高能中子带来的辐照硬化、脆化，缓解瞬态热负荷带来的冲击损伤[72]。Wirtz等[73]利用电子束装置（JUDITH），在ELMs能量密度为0.16～1.27 GW/m2范围内，对钽含量（以质量分数计）分别为1%和5%的W-Ta合金热震性能进行分析。结果表明，5%的W-Ta合金性能优于纯钨和1%的W-Ta合金，并发现合金的晶粒尺寸、温度、应变率都是导致裂纹扩展的因素。Gonderman等[74]在873、1023、1173 K三种温度下，研究了W-Ta合金（1%，3%，5%Ta）暴露在低能氦离子（100 e V，离子通量1.15×1021 （m2·s））中的结构性能变化。结果表明，氦离子引起的合金表面退化与温度、钽浓度有关。与纯钨相比，由于W-Ta合金存在轻微的晶格膨胀，同时表面温度也升高，使合金表面出现绒毛缺陷，进一步说明了W-Ta合金表面形貌差异与不同钽浓度下的晶体结构有关。