【摘 要】
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异种材料的连接就是通过一定的手段使两种不同的材料结合起来。钨是第一壁的最佳候选材料,面向等离子体材料由于其承受着严酷的条件,需要其与热沉材料有效的连接起来,以保证能够迅速转移出面向等离子体材料表面的热负荷。铜因为有较高的热导系数以及较低的热膨胀系数,是一种理想的热沉材料。ODS-W与TZM合金,两种材料都应用于高温结构,将两者有效的连接起来可以扩大它们的高温应用范围。本文通过ODS-W的表面改性,
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异种材料的连接就是通过一定的手段使两种不同的材料结合起来。钨是第一壁的最佳候选材料,面向等离子体材料由于其承受着严酷的条件,需要其与热沉材料有效的连接起来,以保证能够迅速转移出面向等离子体材料表面的热负荷。铜因为有较高的热导系数以及较低的热膨胀系数,是一种理想的热沉材料。ODS-W与TZM合金,两种材料都应用于高温结构,将两者有效的连接起来可以扩大它们的高温应用范围。本文通过ODS-W的表面改性,利用放电等离子烧结（SPS）技术成功的将ODS-W/Cu粉以及ODS-W/TZM合金有效的连接起来。研究了不同温度对连接件接头的微观组织的影响。研究了不同温度对连接件元素扩散距离的影响。研究了不同温度对连接件性能的影响。主要结果如下:（1）对ODS-W进行表面改性（阳极氧化+氢气还原）,在其表面形成了直径为100nm,厚度为400nm的均匀孔洞结构,提高了比表面积,有利于后续连接。（2）研究了不同烧结温度的连接件的微观形貌。结果表明在850°C下,ODS-W/Cu结合的不好,在接头处有明显的裂纹。随着温度的升高,在ODS-W/Cu接头处没有观察到裂纹。当温度达到980°C时,Cu在某些区域已经向W侧扩散。随着温度的升高,ODS-W/TZM合金的接头变得模糊,接头处发生了明显的扩散,在不同温度的情况下,接头处没有发现明显的缺陷。（3）研究了不同烧结温度的连接件的元素的扩散距离。结果表明,随着的温度的升高,W与Cu之间的互扩散距离在不断增加,并且当界面处附近存在Y2O3颗粒时,可以促进两者之间的互扩散,在980°C时,W与Cu之间的互扩散距离为1.3μm。在1500°C时,W和Mo的互扩散距离最远,达到1.75μm,当Y2O3颗粒存在于界面时,W向Mo的扩散距离从0.3μm增加到0.8μm,从Mo到W的扩散距离从0.3μm增加到1μm。（4）研究了不同烧结温度的连接件的力学性能。结果表明,ODS-W/Cu连接件接头处显微硬度可以达到200HV,ODS-W/Cu连接件的抗拉强度可以达到312MPa。ODS-W/TZM合金连接件接头处显微硬度可以达到411HV,ODS-W/TZM合金连接件的抗拉强度可以达到485MPa。（5）对连接件进行了激光热冲击试验。结果表明,980°C的ODS-W/Cu连接件的抗热冲击性能比其他温度下的连接件的抗热冲击性能好。1500°C的ODS-W/TZM合金连接件接头处没有裂纹。
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