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    188宝金博页面版: 铜基体上爆炸喷涂钨涂层及其电子束热负荷实验研究

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    内容提示： 第 34 卷2005 年 12 月 第 6 期 表 面技术 SU R F A C E T E C H N O L O G Y V o1． 34 N O ． 6 D ec ． 2 005 铜基体上爆 炸喷涂钨涂层及其 电子束热负荷实验研 究 种法力 ， 陈俊凌。 李建刚 ( 中国科学院等离子体研究所， 安徽 合肥， 230031) [摘要] 详细介绍了爆炸喷涂法在铜基体上制备钨涂层。磁约束核聚变面对等离子体材料要求有承受较高热负 荷的性能， 电子束辐照热负荷实验发现 ： 0、 3 inin 的钨涂层可以承受 5． 1 3 MW／ m 的热通量； 在 2 MW／ m 、 20s 脉 中的条件 下， 样品能承受300 周的疲劳而没出现破裂现象， 且距离表面5 inin 处铜基体的温度在 ...

    文档格式：PDF | 页数：3 | 浏览次数：12 | 上传日期：2013-12-31 05:51:27 | 文档星级：
    第 34 卷2005 年 12 月 第 6 期 表 面技术 SU R F A C E T E C H N O L O G Y V o1． 34 N O ． 6 D ec ． 2 005 铜基体上爆 炸喷涂钨涂层及其 电子束热负荷实验研 究 种法力 ， 陈俊凌。 李建刚 ( 中国科学院等离子体研究所， 安徽 合肥， 230031) [摘要] 详细介绍了爆炸喷涂法在铜基体上制备钨涂层。磁约束核聚变面对等离子体材料要求有承受较高热负 荷的性能， 电子束辐照热负荷实验发现 ： 0、 3 inin 的钨涂层可以承受 5． 1 3 MW／ m 的热通量； 在 2 MW／ m 、 20s 脉 中的条件 下， 样品能承受300 周的疲劳而没出现破裂现象， 且距离表面5 inin 处铜基体的温度在 70。 c 左右； 5 MW／ m 、 2 s 脉冲的条 件下， 样品可承受95 周热疲劳， 且距离表面5 inin 处铜基体的温度不高于200。 C。钨铜的热膨胀 系数和杨氏模量相差很 大， 在加载热通量过程中， 界面处产生应力， 这将影响材料的耐热冲击性能， 但爆炸喷涂仍然为制备核聚变较低热通量区域 面对等离子体材料的一种参考方法。 [ 关键词]爆炸喷涂； 热通量； 面对等离子体材料 [ 中图分类号] TG 113． 2； TB34 [ 文献标识码]A [文章编号] 1001—3660(2005)06 — 0033 — 02 D etonation G u n S pray in g T un gsten C oatin g on C op p er Su bstrate and th e E xp er im en tal R esear ch of E lectr on B ear n H eat F lux C H ON G F a — li ， C H E N J un— ling ， L I J ia n— g ang ( Institute of Plasma Physics，Chinese Academic of Sciences ， Hefei 23003 1，China) [ Abstract]The fabrication method of tungsten coating on copper substrate by detonation gun spraying is introduced ．P lasma facing c ompon ents in magnetic c onf i nement fusion devic es are requested to endu re high heat f l ux．E lectron beam radiation experiment f i nd s out ：specimen " s p roperties of 0 ． 3 Inln tu ngsten c oating are good below the heat f l u x of 5 ．1 3 M W ／m ； spec imens don l fail enduring 2M W ／m ，20 s ，300 c yc les th ermal fatigu e ， and th e substrate temperatu re which is 5 I1 " 11 1 " 1 far from surfac e is about 70 。 C ； sp ec imens c an endu re 9 5 c yc les th er— r e al fatigue in the experimental parameters of 5 MW ／ m heat f l ux ， 2 s pulses，and the substrate temperature is be— low 200 ％ ． Specimeng proper t ies will be inf l uenced in relatively high heat f l ux because the thermal expansion coef f i c ient and the Y oung g M odu lu s between tungsten and copper are very different ，and th e mismatc h es lead to thermal stresses in the interfac e dur i ng the process of load ing h eat f l uxes．But d etonation gu n sp raying is a meth 一 0d of magnetic c onf i nement fu sion plasma fac ing components in lower heat f l ux areas ． [ K ey words]Detonation gun spraying；Heat f l ux ； Plasma facing components 0引 言 20 世纪50 年代初期 ， 美国联合碳化物公司利德分公司发 明了爆炸喷涂技术? 。20 世纪 60 年代前苏联乌克兰科学院材 料研究所和焊接研究所开始研究爆炸喷涂技术， 并研制出一系 列的爆炸喷涂设备。1970 年我国的航天部六二一所成功研制 出爆炸喷涂设备。最初爆炸喷涂一直应用于航天 、 核工业等军 事领域， 现在逐渐向工业 、 能源领域发展 混合气体爆炸的能量将具有各种功能的粉末材料加热并加速轰 击到工件表面上， 使之形成坚固涂层， 喷涂时先将一定压力 、 比 。爆炸喷涂是利用 例的氧气和乙炔由进气口通入水冷喷枪内腔， 然后由供粉 口将 粉末送入， 接着火花塞点火， 氧气和乙炔的混合气体燃烧并爆 炸， 产生高温(4 200 ℃)高速( 3 000 m／ s)气流， 将粉末加热， 并 以700 ～1 500 m／ s 的高速喷涂到基体表面， 形成涂层， 然后再通 入氮气清理枪管 。爆炸喷涂与其它喷涂工艺相 比有很多优 点 。j ： 1)爆炸喷涂时， 由于粉末颗粒迅速被加热、 加速 ， 熔化粉 末对基体的撞击力大 ， 所以涂层 与基体结合强度高， 涂层致密， 孔隙率 < 2％。2) 爆炸喷涂是脉冲式喷涂， 热气流对工件表面 作用时间短， 因而工件的温升不高于200 ℃， 不会造成工件变形 和组织变化。3)爆炸喷涂每次喷涂形成的涂层厚度约为 0． 005 [ 收稿 日期 ]2005 — 07 —24 [ 基金项 目] 国家 自然科学基金资助项 目( 10475080) [ 作者简介 ] 种法力 ( 1978 一) ， 安徽合肥人 ， 硕士研 究生 ， 主要从事核聚变等离子体 与第 一擘材料相互作用 的研究 33 维普资讯 http://www.cqvip.com

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