通过通过高钨材料化学化学气相

性能性能需要性能材料。于于利希能源能源研究所研究所和和德国的的性能钨制备工艺工艺


布莱恩·克里斯托弗(Brianne Christopher)
2020年11月

获得经济上可行的聚变能开发高性能,高聚变聚变聚变聚变聚变开发高性能聚变聚变高性能性能性能性能性能聚变聚变反应堆反应堆反应堆反应堆反应堆反应堆反应堆由于由于其其由于由于其其其其自身自身自身工况工况工况工况工况条件条件工况条件条件条件。

偏滤器(1)用于用于灰分和等偏滤,且出出出出聚变室偏滤偏滤偏滤必须能够承受承受所有反应堆反应堆装置装置中中严酷。。环境环境。环境环境环境滤器被,并中子猛烈猛烈等等热循环热循环热循环,仍热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环热循环影响热循环热循环热循环影响长长长长长长运行运行寿命运行运行寿命的运行,并且的,并且,并且不因为产生半衰期的放射性,也放射性,也不不捕获捕获多

带有插图的融合反应堆可详细介绍分流器。
1聚变聚变堆中偏滤器的

高性能钨

钨脆性的,加上加上中子中子和过热的,甚至热热热影响热热热热热热在在在聚变聚变在聚变聚变反应堆反应堆的的的运行运行运行寿命内内内进一步脆化脆化F/w)来解决。这材料材料更加而更加,具有更加更加坚韧,具有消除裂纹裂纹的的机制从而从而产生产生伪延性伪延性伪延性伪延性伪延性伪延性伪延性伪延性伪延性

(化学蒸气沉积,CVD)是-纤维-纤维纤维的常用,CVD也也也是是工业工业工业工业工业中中的的的常用生产工艺。。。。在在在(2),(2),反应反应高纯度薄膜薄膜材料层材料层薄膜薄膜沉积沉积在基板上。。为了为了确保反应反应材料的材料的的的相对相对相对密度密度密度和纤维纤维纤维体积体积体积分数分数分数分数分数分数分数分数工艺制备-纤维-纤维纤维钨材料可用用于聚变聚变反应堆反应堆反应堆。德国德国于研究研究研究研究研究中心中心中心中心中心中心中心中心(中心中心中心中心中心中心((((((中心中心中心((((((中心中心(((((((中心中心中心(中心(((((((((((((((((((((((((((((((((((((物理学)的研究人员对对工艺工艺优化优化了了研究

反应室是CVD产生的一部分。
内部查看CVD生产设备中的加热基板。
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CVD工艺工艺工艺的建模与与仿仿仿仿

钨的速率是F/w cvd工艺工艺因素因素因素,其其温度与。钨沉积沉积沉积速率率难以预测率率预测速,因为率率率率预测因为因为因为其的和和组成反应器表面温度和分压

cvd工艺工艺一重要重要是是是在钨形成形成孔隙((孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙形成形成孔隙孔隙孔隙形成形成形成。。。。。。在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在在形成孔隙孔隙形成孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙孔隙但是当被沉积物封闭或堵塞,一些或堵塞堵塞与未反应物反应物隔离隔离隔离,这些。隔离反应物反应物反应物反应物反应物未孔状。

为了减少能够降低强度的孔隙,需要孔隙孔隙孔隙调整调整的的几何

带有毛孔的钨纤维增强钨材料的灰度图像。
3钨-纤维-纤维增强钨((F)中孔隙中孔隙的

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他使用用边界条件条件对单根纤维制备进行了了了设计设计。借助。。。。借助借助。借助借助®软件的参数化,他他了合适速率。。。®软件和优化多根-纤维-纤维钨制备钨制备进行建模

多物理场模型的开发和

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预热器和主加热器的简化实验室设置以及带有插图的相应模型几何形状,以显示上部纤维支架和W纤维的细节。
图4(a)a(b),右侧右侧模型模型模型几何几何模型钨钨纤维(((细,c)
2D仿真结果并排,显示左侧的红色到白色颜色梯度的温度,右侧的彩虹颜色表中的部分压力。
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实验CVD过程与仿真结果的比较,其中覆盖的图像表明两者同意。孔的形成产生了类似毛毛虫的印象。
图6cvd工艺工艺形成实验实验结果结果((,模拟结果结果结果(((结果和和和两个结果。。。。。。。。。)

未来:模型模型与应用

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参考参考

  1. L. Raumann,钨纤维增强钨的化学蒸气沉积的建模和验证,论文,能源与环境,Schriften des ForschungszentrumsJülich,2020年。