第37卷第3期ChinaTungstenIndustryVol.37,No.32022年6月Jun.2022收稿日期:2022–04–28资助项目:国家自然科学基金(52020105014);国家重点研发计划(2022YFE03140000);国家磁约束聚变能发展研究专项(2017YFE03000604)作者简介:沈旭(1986–),男,安徽宿州人,博士研究生,主要从事材料特种焊接工艺研究。通讯作者:吴玉程(1962–),男,安徽合肥人,博士,教授,本刊编委,主要从事能源材料、纳米功能材料研究。DOI:10.3969/j.issn.1009-0622.2022.03.006核聚变堆领域钨及其合金与异种材料连接技术沈旭1,2,4,吴玉程1,刘家琴3,朱晓勇3,谭晓月1,吴杰峰2,4,刘松林2(1.合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009;2.中国科学院等离子体物理研究所,安徽合肥230031;3.安徽省先进复合材料设计与应用工程技术研究中心,安徽合肥230051;4.特种焊接技术安徽省重点实验室,安徽淮南232000)摘要:钨及其合金因具有熔点高、沸点高、真空蒸气压低、低的热膨胀系数、无毒、导热性能好以及低溅射率等特性成为未来聚变堆面向等离子体材料第一候选材料。为减少核聚变堆运行过程高能束流及辐射热对钨表面损伤,需要将钨与和热沉材料连接成一体,对钨进行主动冷却。钨及其合金与钢、铜及铜合金之间物理性能差异巨大,实现钨及其合金和异种材料的可靠连接是建造核聚变堆的关键技术。本研究从核聚变堆用钨及其合金与异种材料的特性出发,对钨及其合金与异种材料主要连接技术以及未来可能用到的技术进行了归纳总结,包括钎焊、扩散焊、激光沉积成型等技术,并结合实际工程应用需求,提出了对于钨及其合金与异种材料连接的未来展望,为后续研究提供相关参考。关键词:钨合金;异种材料;钎焊;扩散焊;激光熔化沉积中图分类号:TG454;TF841.1文献标识码:A0引言随着经济的高速发展,全球化石能源的不断消耗,环境问题及能源问题已成为全球面临的危机与挑战。核聚变能源因原料获取丰富、清洁等特点,是目前国际社会公认的清洁能源以及解决人类未来能源问题的重要途径和发展方向[1-3]。核聚变能研究始于50多年前,目前已取得了重大进展[3-4]。在核聚变能源的发展中,材料是制约聚变堆能否成功的关键因素之一。聚变堆材料中最为关键的材料为面向等离子体材料(PlasmaFacingMaterials,PFMs)。在石墨、铍、钒合金、SiC、钨等众多候选PFMs中,钨因具有熔点高、沸点高、真空蒸气压低、低的热膨胀系数、无毒、导热性能好以及低溅射率、不与H反应等...