钨被认为是未来聚变装置中最有可能使用的面对等离子体材料。聚变装置运行时的高热负荷会对钨产生严重的影响,本项目通过热负荷模拟实验研究钨材的瞬态和稳态热负荷协同效应。利用电子束高热负荷实验装置模拟边缘局域模(edge-localized modes,ELM) 热冲击和稳态循环热负荷,通过原位分析以及材料辐照后的分析,系统深入研究钨材在瞬态和稳态热负荷协同作用下表面粗糙度变化、裂纹萌生和扩展、表面再结晶等行为,探索边缘局域模热冲击与稳态热负荷之间的相互影响规律;建立损伤行为演变与材料性能(微观组织、力学性能、高温稳定性等)、热负荷参数之间的关联模型,揭示钨在瞬态和稳态热负荷协同作用下的损伤机理。本项研究可以起到提高钨材抗高热负荷性能以及预测部件使用寿命的目的,这对钨作为面对等离子体材料的研究具有重要的科学意义。
英文主题词plasma facing material;tungsten;damage behavior;thermal loads;synergic effect