中文摘要：

金属钨被选作国内外一些散裂中子源的固体靶材。但采用在钨靶外包覆钽层等方法来解决重水对钨靶的腐蚀问题并不能完全满足散裂中子源靶的要求，有必要尝试新的方法来解决钨靶的腐蚀问题。而WC(N)涂层有希望较好解决散裂中子源苛刻工况下钨靶材料的腐蚀问题。为此，本项目采用磁控溅射方法在钨靶表面沉积一定厚度的致密均匀的WXC(N)涂层（X为合金化元素），采用电化学阻抗谱测量具有不同成分配比的涂层在不同流速和温度的重水中的耐腐蚀性能，结合微观结构分析和薄膜内耗测量来研究其耐腐蚀机理，特别是在重离子辐照后涂层的耐腐蚀性能和机理，着重研究不同合金化元素添加前后以及重离子辐照前后WXC(N)涂层的耐腐蚀性能及其与钨衬底的结合力的变化规律，优化出最佳的成分配比。本项目的研究成果不仅有望为较好地解决散裂中子源钨靶的腐蚀问题提供有效途径，而且可以为涂层钨的其它应用提供科学依据。

结论摘要：

金属钨被选作国内外一些散裂中子源的固体靶材。但采用在钨靶外包覆钽层等方法来解决重水对钨靶的腐蚀问题并不能完全满足散裂中子源靶的要求，有必要尝试新的方法来解决钨靶的腐蚀问题。而WC(N)涂层有希望较好解决散裂中子源苛刻工况下钨靶材料的腐蚀问题。为此，本课题采用包埋渗碳反应和SPS放电等离子体烧结相结合的方法在钨衬底上成功制备了与衬底结合致密的碳化钨梯度涂层。通过对烧结参数的探索，最佳厚度和质量的涂层的制备条件是1600℃保温10分钟，制备的涂层整体厚度20～25μm。涂层包覆后样品在室温-500℃范围内的热导率与纯钨接近，仍然保持了优良的传热性能。WC梯度涂层样品在重睡中的腐蚀速率远小于纯钨，具有更好的抗腐蚀性能。抗腐蚀时效性测试表明: 随着浸泡时间的增加，WC发生了严重的孔蚀腐蚀。为此，通过石墨粉中加入Cr粉来减小WC涂层孔隙，增加致密度。结果表明，与WC涂层相比，1wt%的Cr粉加入制备的W-1%Cr-C复合涂层具有最高的致密度和抗腐蚀性能。本项目的研究成果不仅有望为较好地解决散裂中子源钨靶的腐蚀问题提供有效途径，而且可以为涂层钨的其它应用提供科学依据。