1((聚变堆用结构材料的研究现状及进展.pdf

· 68· 材料导报 聚变堆用结构材料的研究现状与进展 于兴哲，宋月清，崔 舜，李 明，李增德 (北京有色金属研究总院粉末所，北京100088) 摘要 介绍了在聚变堆中有较好应用前景的9种候选结构材料的研究现状和进展，主要包括聚变堆用结构材 料的安全使用性能、机械性能、热物理性能、腐蚀性和与冷却剂量的相容性以及辐照对聚变堆用结构材料性能的影响 等。给出了这些候选结构材料的优缺点，提出了一些要解决的关键问题和将来的研究方向。 关键词 结构材料机械性能热物理性能辐照化学相容性腐蚀 Statusand ofResearchonStructuralMaterialsforFusionReactors Progress YU Shun，LI Xingzhe，SONGYueqing，CUIMing，LIZengde (Powder and MaterialsResearch of 100088) MetallurgySpecial DepartmentGRINM，Beijing AbstractThecurrentstatusand ofstudiesonninekindsofcandidatestructurematerialswhichhave progress in better fusionare and applicationprospect introduced，mainlyincludingsecurity，mechanicalthermophysicalproper— andchemical withcoolantandtheinfluence onthesestructurematerials ties，corrosion compatibility ofradiation etc． Themeritanddefectofthesestructuralmaterialsare thensomecrucial toberesolvedand given．and problems prospec— tive directionare forward． study put wordsstructural materials，mechanical Key property，thermoophysicalproperty，radiation，chemicalcompat— ibility，corrosion 聚变堆用结构材料(以下简称为聚变结构材料)是聚变能否 图1是聚变结构材料和316不锈钢的使用温度范围。图中 实现商业化应用的关键之一。由于聚变结构材料的工作环境非 深颜色的为目前确定的使用温度范围，浅颜色的区间是目前还 常苛刻(高温、化学相互作用、变化的热和机械负载，电磁辐射、 没有正式确定的温度范围。从图中深颜色区间可以看出，高温 强中子流、质子和He粒子等组合作用)，所以聚变结构材料必 难熔金属或合金的最低使用温度都很高。钨金属的最低使用温 须有良好的抗辐照膨胀物理性能，良好的室温和高温力学性能， 良好的安全性和环境特性，在使用期限内应保持化学稳定性和 右)。钨金属的最高使用温度是1200。C左右，是各聚变结构材 尺寸稳定性，即与氚增殖剂、冷却剂、中子倍增材料和面对等离 料使用温度上限最高的；CuNiBe合金的最高使用温度最