[发明专利]一种超高压力烧结制备聚变堆面向等离子体钨模块的方法

摘要

一种超高压力烧结制备聚变堆面向等离子体钨模块的方法。包括步骤：根据实验设备条件制备相应尺寸的石墨模具；按照一定体积比称量金刚石与铜粉末，并加入V型混料机，转速30~40r/min，混料180~200min。机加工出1个的CuCrZr块体、4个的钨块，并用砂纸对其表面进行打磨，进行超声波清洗30~40min；将制备好的原料装入石墨模具中，然后将原料连同石墨模具一起放到叶蜡石模具中准备进行超高压力通电烧结，工艺为：在4~6GPa的压力下，通电功率为2100~2200W，通电时间为3~6min，缓慢降温。本发明的优点在于：在钨与铬锆铜之间采用了高热导、低膨胀的金刚石铜基复合材料，在超高压力下通电烧结而成，缓和了钨与铬锆铜的热膨胀系数相差之大带来的热应力，提高了钨与铬锆铜的结合强度，及其导热性能。

主权项

一种超高压力烧结制备聚变堆面向等离子体钨模块的方法，其特征于，制备过程包括以下几个步骤：制备模具和块体：1.1根据实验设备要求制备相应尺寸的石墨模具，备用；1.2根据实验设备要求加工出1个CuCrZr块体、4个的钨块， 并用砂纸对其表面进行打磨，然后进行超声波清洗30~40min，备用；其中，所述CuCrZr选用按ITER组织规定的CuCrZr‑IG合金，化学成分的质量分数百分比为0.6~0.9%Cr，0.07~0.15%Zr，<0.2%杂质，其余为Cu； 制备金刚石/铜基散热材料：2.1称取一定量的尺寸范围为109‑120μm的金刚石颗粒，用真空微蒸发镀的方法在金刚石铜颗粒表面镀一层铬；2.2称取一定量的纯度大于99.95%的微米级铜粉，用管式炉将铜粉在氢气气氛下，温度为380℃保温210min还原除氧处理，得到氧含量小于0.1%的微米级铜粉；2.3取占金刚石/铜总体积比的40%~60%的镀铬金刚石颗粒与占体积比60%~40%的微米级铜粉加入卧式V型混料机，转速30~40r/min，混料180~200min，得到金刚石/铜基散热材料；烧结：将步骤2制备得到金刚石/铜基散热材料置于步骤1.2处理过的钨块、CrZrCu块体之间，装入步骤1.1制备得到的石墨模具内，然后放到叶腊石模具中在4~6GPa的压力下，通电功率为2100~2200W，通电时间为3~6min，进行烧结，缓慢降温得到聚变堆面向等离子体钨模块。