鎢銅復(fù)合材料與銅的擴(kuò)散連接

偏濾器是現(xiàn)代磁約束核聚變堆實(shí)驗(yàn)裝置中一個(gè)非常重要的面向等離子體部件它是構(gòu)成高溫等離子體與材料直接接觸的過渡區(qū)域，承受著嚴(yán)酷的熱疲勞。由此可見，高熔點(diǎn)、超高的導(dǎo)熱性能和長(zhǎng)的耐腐蝕壽命是制造偏濾器材料所需具備的特征。鎢、銅之間互不相溶、熱膨脹系數(shù)的過渡失配，使得鎢、銅的連接在偏濾器上的應(yīng)用成為難點(diǎn)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，采用鎢銅梯度功能材料（W/Cu FGMs)可以很好地克服由于熱失配產(chǎn)生熱應(yīng)力的問題，若在異種材料之間添加與連接基材都具有良好的相容性的活性中間層可以很好地促進(jìn)連接面形成冶金結(jié)合，改善連接界面，提高連接質(zhì)量。

而擴(kuò)散連接比較適合異種材料的連接，且成本較低，所用中間層材料熔點(diǎn)較高，連接樣的抗拉強(qiáng)度甚至可以超過基材的抗拉強(qiáng)度。即在鎢、銅之間設(shè)計(jì)一層納米梯度鎢銅材料，并將鎢銅和銅進(jìn)行擴(kuò)散連接。這樣不僅可以釋緩鎢、銅由于熱膨脹、熱導(dǎo)和化學(xué)不相溶不能形成冶金結(jié)合而導(dǎo)致的界面應(yīng)力，還可以保證鎢、銅之間具有較高的連接強(qiáng)度，從而使制得的鎢銅復(fù)合材料具備偏濾器所需材料的種種優(yōu)良性能。