热加工工艺

作者：孙嘉隆, 曹振亚, 姜志忠, 陈浩, 刘慧渊,

关键词：W-金刚石, 偏滤器, 钨靶模块, 热应力, 有限元分析,

核聚变堆中偏滤器在高热通量条件下服役将产生高温及高热应力导致钨靶模块开裂失效。探究了自主研发的新型W-金刚石复合材料不同热导率对偏滤器钨靶模块温度及热应力的预期影响。首先通过理论公式计算了W-金刚石复合材料的理论物性，并利用ANSYS软件模拟对比了以不同热导率的W-金刚石复合材料和纯W材料作为面向等离子体材料（PFM）的钨靶模块在20 MW/m2热通量下的温度分布及热应力。结果表明，采用W-金刚石复合材料作为PFM能够极大程度地降低模块表面的最高温度，改善模块温度梯度，降低模块等效应变，但由于复合材料弹性模量较高，模块的等效应力并未得到缓解。该结果将对材料的设计及偏滤器结构优化提供重要的技术支持。

来源：2024年第18期

《热加工工艺》期刊编辑部

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