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超细晶/纳米晶钨——未来聚变堆面向等离子体材料

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材料导报 2011年第19期25卷 43-48,71页

作者：刘凤李强王万景罗广南刘伟中科院等离子体物理研究所合肥230031 清华大学材料科学与工程系北京100084

钨为未来高参数准稳态运行聚变堆最有前景的面向等离子体材料。超细晶/纳米晶结构有可能提高钨材料的热力学性能和抗粒子辐照性能,因而成为一个很有前途的研发方向。深度塑性变形和粉末冶金均已在制备超细晶/纳米晶钨方面开始了初步探索... 详细信息

钨为未来高参数准稳态运行聚变堆最有前景的面向等离子体材料。超细晶/纳米晶结构有可能提高钨材料的热力学性能和抗粒子辐照性能,因而成为一个很有前途的研发方向。深度塑性变形和粉末冶金均已在制备超细晶/纳米晶钨方面开始了初步探索,深度塑性变形的等通道角挤压法因能制备致密度高、韧脆性能优异、大尺度的块体超细晶/纳米晶钨,极有可能在钨基面向等离子体材料制备方面取得突破。

关键词：超细晶/纳米晶钨深度塑性变形粉末冶金面向等离子体材料聚变堆

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回忆周思聪和她送我的《山区新路》作品

中华儿女（海外版）（书画名家） 2013年第6期 88-89页

作者：王万景

我如今已是88岁的老人了,在我的生命记忆中,有许多往事总是不能忘怀,这就是我和画家周思聪一段画缘和友谊。我是1969年和周思聪认识的,那时她刚从中央美院毕业,分配到北京画院不久。我当时在北京建筑艺术雕塑厂创作室工作。作为雕塑创... 详细信息

我如今已是88岁的老人了,在我的生命记忆中,有许多往事总是不能忘怀,这就是我和画家周思聪一段画缘和友谊。我是1969年和周思聪认识的,那时她刚从中央美院毕业,分配到北京画院不久。我当时在北京建筑艺术雕塑厂创作室工作。作为雕塑创作员。

关键词：周思聪北京画院韦江凡中央美院创作员齐白石故居生命记忆绘画技巧地安门艺术大家

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钨在核聚变反应堆中的应用研究

中国钨业 2017年第2期32卷 41-48,55页

作者：刘凤罗广南李强王万景中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031

钨(W)是聚变实验堆及示范(DEMO)堆中面向等离子体材料(PFM)的首选。目前国际热核聚变试验堆(ITER)的偏滤器采用钨/铜结构;大型托卡马克如JET、ASDEX-U、WEST均进行了基于W-PFM的材料研发及应用。我国已具备研制类ITER钨/铜偏滤器的能力... 详细信息

钨(W)是聚变实验堆及示范(DEMO)堆中面向等离子体材料(PFM)的首选。目前国际热核聚变试验堆(ITER)的偏滤器采用钨/铜结构;大型托卡马克如JET、ASDEX-U、WEST均进行了基于W-PFM的材料研发及应用。我国已具备研制类ITER钨/铜偏滤器的能力;成功升级的EAST上偏滤器为等离子体的长脉冲高约束运行提供了有力保障。未来DEMO堆的偏滤器及第一壁设计多基于W-PFM。W-PFM研究必须缓解或消除强流等离子体、高热流及中子辐照损伤问题。合金化/弥散粒子掺杂/纤维增韧是可能改变W-PFM热/力学以及抗辐照性能的有效手段;智能钨合金等亦具有发展前景。

关键词：钨材料面向等离子体材料聚变堆

水冷陶瓷包层第一壁制造偏差对传热与热应力的影响分析

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核聚变与等离子体物理 2022年第3期42卷 314-321页

作者：陈畅蒋科成王万景刘松林中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

为了对水冷陶瓷包层第一壁制造偏差对传热与热应力的影响进行分析,基于水冷陶瓷增殖剂#3号包层第一壁的制造样品,将制造偏差归为尺寸、位置以及形状偏差。模拟结果显示,制造偏差对第一壁传热和热应力的影响是可接受的。但考虑到三种极... 详细信息

为了对水冷陶瓷包层第一壁制造偏差对传热与热应力的影响进行分析,基于水冷陶瓷增殖剂#3号包层第一壁的制造样品,将制造偏差归为尺寸、位置以及形状偏差。模拟结果显示,制造偏差对第一壁传热和热应力的影响是可接受的。但考虑到三种极端偏差的耦合时,与理想设计相比,流道尺寸和形状的改变造成流量减小72.5%,压降上升24.2%,结构钢的最大温度为532.6°C,满足传热要求,但增加了119.2°C且裕量仅有17.4°C。因此在实际制造时,第一壁的流道尺寸应不小于6mm,凹陷深度不超过2.5mm以及前壁距离不超过5mm。

关键词：水冷陶瓷包层第一壁制造偏差传热热应力

四点弯曲法测量钨材料韧脆转变温度及其与其他测试方法的比较研究

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稀有金属材料与工程 2021年第11期50卷 4089-4094页

作者：耿祥罗广南王万景李强王纪超谢春意黄伶明陈镇彭吴擎亮安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230039 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所安徽合肥230031

针对聚变装置中钨材料的性能评价问题,采用四点弯曲试验(4PBT)方法对钨材料的韧脆转变温度(DBTT)进行了测试和分析。首先,基于对四点弯曲过程的应变率和强度随温度变化的分析获得了商用轧制纯钨的DBTT。结果表明,用标准四点弯曲法测得... 详细信息

针对聚变装置中钨材料的性能评价问题,采用四点弯曲试验(4PBT)方法对钨材料的韧脆转变温度(DBTT)进行了测试和分析。首先,基于对四点弯曲过程的应变率和强度随温度变化的分析获得了商用轧制纯钨的DBTT。结果表明,用标准四点弯曲法测得的工业轧制纯钨的DBTT值在150℃以下,低于相同材料的拉伸试验和冲击试验的测量值。然后对比不同加载速率的4PBT和拉伸试验的结果,证实了不同的DBTT测试方法的加载速率依赖性。最后,对测试方法影响DBTT测量的原因进行了分析和讨论。

关键词：钨材料韧脆转变温度(DBTT) 四点弯曲试验(4PBT) 加载速率

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低活化钢双壁管的热等静压扩散连接

焊接学报 2022年第1期43卷 92-97,I0009页

作者：黄伶明王万景王纪超刘松林雷明准罗广南中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

双壁管可控制裂纹扩展路径,防止裂纹沿管径向扩展,显著提高了管的使用安全性,被认为是聚变堆包层增殖区冷却管的理想选择.针对双壁管复合焊接难题,从钢/铜/钢和钢/镍/钢平板复合结构开展了工艺优化试验.结果表明,热等静压温度高于1100℃... 详细信息

双壁管可控制裂纹扩展路径,防止裂纹沿管径向扩展,显著提高了管的使用安全性,被认为是聚变堆包层增殖区冷却管的理想选择.针对双壁管复合焊接难题,从钢/铜/钢和钢/镍/钢平板复合结构开展了工艺优化试验.结果表明,热等静压温度高于1100℃时,钢/铜/钢复合界面处发生晶界扩散,焊接接头室温抗拉强度达601 MPa,界面纳米压痕硬度1.37 GPa;钢/镍/钢复合界面处产生了更宽的元素固溶扩散,室温抗拉强度可达630 MPa,界面处纳米压痕硬度2.05 GPa.采用优化后的热等静压参数制备了连接质量良好的多折弯双壁冷却管原型件.

关键词：双壁管钢/中间层/钢结构热等静压连接晶界扩散结合强度

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CuCrZr合金中沉淀相的控制

金属热处理 2015年第4期40卷 1-6页

作者：刘国辉赵四祥彭凌剑李强王万景魏然史英利罗广南安泰科技股份有限公司北京100081 钢铁研究总院北京100081 中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031

通过扫描电镜和力学性能试验,研究了不同热处理工艺下Cu Cr Zr合金沉淀相尺寸和分布对合金力学性能的影响。结果表明,经固溶水冷+时效处理后,热锻态Cu Cr Zr合金中的沉淀相尺寸和分布存在"遗传"特性,高冷却速率有益于阻碍沉淀相的聚集... 详细信息

通过扫描电镜和力学性能试验,研究了不同热处理工艺下Cu Cr Zr合金沉淀相尺寸和分布对合金力学性能的影响。结果表明,经固溶水冷+时效处理后,热锻态Cu Cr Zr合金中的沉淀相尺寸和分布存在"遗传"特性,高冷却速率有益于阻碍沉淀相的聚集和粗化;时效处理前增加冷加工工艺有利于获得均匀且细小的沉淀相,从而获得优异且稳定的力学性能。

关键词： CuCrZr合金沉淀相力学性能冷却速率冷变形

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核聚变堆偏滤器热沉材料研究现状及展望

金属学报 2021年第7期57卷 831-844页

作者：彭吴擎亮李强常永勤王万景陈镇谢春意王纪超耿祥黄伶明周海山罗广南中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

偏滤器是磁约束核聚变装置最为关键的系统之一,直接承受强粒子流和高热流的冲击,服役环境十分苛刻,而满足偏滤器运行环境的热沉材料是聚变堆正常运行的关键之一。受控核聚变领域近30年的研究和工程经验表明,铜合金以高热导率、较高的强... 详细信息

偏滤器是磁约束核聚变装置最为关键的系统之一,直接承受强粒子流和高热流的冲击,服役环境十分苛刻,而满足偏滤器运行环境的热沉材料是聚变堆正常运行的关键之一。受控核聚变领域近30年的研究和工程经验表明,铜合金以高热导率、较高的强度、较好的热稳定性和抗中子辐照性能被认为是聚变堆偏滤器用热沉材料的首要候选材料,也可能是水冷偏滤器热沉材料的唯一候选材料。但是,根据现有商用铜合金在下一代聚变堆(中国聚变工程试验堆(CFETR)和示范性聚变核电厂(DEMO))偏滤器模拟工况下的表现,发现其无法满足CFETR偏滤器的运行要求。目前,CFETR装置的设计和预研工作已经开展并按计划稳步推进,此时适用于高热负荷部件的热沉材料研制工作就显得十分重要。本文依据中国聚变能发展路线图,介绍了下一代聚变堆偏滤器热沉材料的服役工况及其对热沉材料的要求,对现有的铜合金在下一代聚变堆偏滤器运行环境下可能存在的问题进行综合评述,最后针对我国CFETR偏滤器热沉材料的相关问题提出了应对策略。

关键词：核聚变热沉材料铜合金面向等离子体部件偏滤器

水冷陶瓷增殖包层第一壁电子束焊接的模拟分析

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核聚变与等离子体物理 2023年第3期43卷 290-297页

作者：张勇吴杰峰刘松林雷明准王万景马建国中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230022 比亚迪汽车工业有限公司深圳518118 淮南新能源研究中心淮南232000

作为中国聚变工程试验堆(CFETR)的候选包层的水冷陶瓷增殖包层(WCCB)的结构材料为低活化铁素体/马氏体钢(LAFM),WCCB采用电子束焊接(EBW)技术实现连接。第一壁(FW)是WCCB的重要组成部分,在FW的EBW过程中,有多种焊接工艺可供选择。通过... 详细信息

作为中国聚变工程试验堆(CFETR)的候选包层的水冷陶瓷增殖包层(WCCB)的结构材料为低活化铁素体/马氏体钢(LAFM),WCCB采用电子束焊接(EBW)技术实现连接。第一壁(FW)是WCCB的重要组成部分,在FW的EBW过程中,有多种焊接工艺可供选择。通过有限元模拟,比较了两种不同焊接工艺(第一种为每条焊缝的第一次焊接从FW的同一侧开始,第二种为每条焊缝的第一次焊接从前一次焊接完成的一侧开始)下WCCB的等效应力和变形情况。结果表明,第一种焊接工艺下的等效应力为1289MPa,第二种的等效应力为1286MPa。在焊缝表面上,第一种焊接工艺下沿焊缝的和垂直焊缝的变形量大于第二种下对应的变形量,这为FW焊接工艺的确定、工装设计等提供了有利依据。

关键词：真空电子束焊接等效应力焊接变形有限元分析