一种超高压力钎焊连接钨-金刚石/铜-低活化钢的方法技术

一种超高压力钎焊连接钨-金刚石/铜-低活化钢的方法。该方法涉及聚变堆装置中偏滤器水冷钨模块的制备。是以不同金刚石体积比的金刚石/铜复合材料作为钨与低活化钢之间的中间层，并在金刚石/铜复合材料与钨，及金刚石/铜复合材料与低活化钢之间，分别加上一层0.3mm厚的CuCrZr或者无氧铜（OFC）箔片，然后采取包覆式结构将原料依次放入石墨模具中，在钢杯、镁杯、石墨纸和叶腊石包套的包裹下放入六面顶压机内进行超高压力通电焊接，最终使钨叠片-金刚石/铜-低活化钢一次成型为整体的钨模块。本发明专利技术可短时间一次实现钨叠片-金刚石/铜-低活化钢的焊接，焊接界面完好，焊接强度高，钨模块导热性能良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚变堆装置中偏滤器水冷钨模块的制备，特别是涉及面向等离子体材料钨与热沉材料和低活化钢之间焊接的方法。具体采用了金刚石/铜复合材料作为钨与低活化钢之间的中间层和热沉材料，应用超高压力通电的方法进行焊接。
技术介绍
在托卡马克装置运行时，氘与氚聚变反应产生14.1MeV的高能中子，会对面向等离子材料表面进行强烈的物理和化学的冲刷，特别是偏滤器部件在平稳运行状态下需承受10-20 MW/m2热通量。这种高能中子辐照和高热负荷的环境要求采用耐高温、低活性的材料应用于偏滤器，钨与核聚变中等离子体具有良好的兼容性，并且腐蚀率低，被认为是一种理想的面向等离子体候选材料。低活化钢是作为聚变堆的结构材料。在水冷聚变堆装置中CuCrZr被作为热沉材料。Cu的热膨胀系数约是W的3.5倍；低活化钢的热膨胀系数约是W的2.4倍；金刚石/铜复合材料的热膨胀系数接近W。因W和低活化钢的性质相差很大，将二者直接结合时往往由于二者的热膨胀系数失配，在制备和服役过程中二者界面会产生很大的热应力，进而导致裂纹的产生以及材料的失效。因此涉及到钨及其合金与低活化钢连接的问题。金刚石/铜复合材料与钨或低活化钢直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压力钎焊连接钨?金刚石/铜?低活化钢的方法，其特征在于：步骤一、根据计算配出金刚石体积比为40?60%的金刚石/铜复合材料；步骤二、将钨叠片、CuCrZr或无氧铜箔片和低活化钢块经砂纸打磨、超声波清洗后晾干；步骤三、将步骤二中所述材料与金刚石和铜的混合粉料装配于石墨模具中，在装配过程中，对低活化钢块外包覆一层与模具相配合的0.3?0.5mm的铜皮；其中，金刚石/铜复合材料压成后的厚度为1?3mm，金刚石/铜与钨及金刚石/铜与低活化钢之间分别加上一层0.3mm厚的CuCrZr或无氧铜箔片；步骤四、将装配好的石墨模具依次装入保温在100℃的钢杯、镁杯、石墨纸和叶腊石包套中，放入六面顶压机内...

【技术特征摘要】
1.一种超高压力钎焊连接钨-金刚石/铜-低活化钢的方法，其特征在于: 步骤一、根据计算配出金刚石体积比为40-60%的金刚石/铜复合材料； 步骤二、将钨叠片、CuCrZr或无氧铜箔片和低活化钢块经砂纸打磨、超声波清洗后晾干; 步骤三、将步骤二中所述材料与金刚石和铜的混合粉料装配于石墨模具中，在装配过程中，对低活化钢块外包覆一层与模具相配合的0.3-0.5mm的铜皮；其中，金刚石/铜复...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈卫平，李鹏，王占朋，张庆玲，周雏蕾，赵晓琳，刘文娜，徐士亮，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：