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钨涂层面对等离子体材料损伤演变行为
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]徐州工程学院,江苏徐州221000, [2]中国科学院等离子体研究所,安徽合肥230031, [3]中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050
  • 相关基金:国家自然科学基金(11205130); 江苏省“青蓝工程”资助
中文摘要:

利用等离子体喷涂技术制备了钨涂层面对等离子体材料,并对涂层基本性能进行了表征,主要包括气孔率、相对密度、结合强度、热导率、硬度分布,进而研究主动水冷钨涂层在热负荷服役条件下的损伤演变行为。研究发现,直接水冷钨涂层内部层与层之间的开裂、分层是涂层失效的原因,损伤演变过程为柱状晶体再结晶并长大、层间微裂纹出现、裂纹扩展和气孔出现、最后材料分层、失效。间接水冷钨材料的热负荷性能受到很大限制,且疲劳性能降低,失效形式是涂层开裂或脱落,甚至铜基体整体熔化。

英文摘要:

Tungsten(W) coating plasma facing material(PFM) was fabricated on the copper(Cu) substrate by a plasma spraying technique,and the properties of the coating were characterized,including the coating porosity,the theoretical density,the bonding strength between tungsten coating and copper substrate,the thermal conductivity,and the Vickers micro-hardness distribution.And the damage evolution of the tungsten coatings with both of the direct and in-direct cooling condition was also investigated.The results indicate that the failure of W PFM with the direct cooling is attributed to the delamination between the lamellar layers,not the surface damage.The damage evolution of W PFM is as follows:the columnar crystals grow up,micro-cracks appear between the lamellar layers,then the lamellar layer delaminates and finally W PFM fails.But under the indirect cooling,the heat flux performance of W PFM is limited to 7.5 MW/m^2,while that of the direct cooling W coating is 10 MW/m^2.The main failure behavior is W coating detachment from Cu substrate,which is induced by Cu melting.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715