钨及其合金因优异的性能而被选为ITER的面向等离子体一壁候选材料，但钨及其合金存在高温脆性、辐照脆性及较高的韧脆转变温度等问题，使其不能完全达到面向等离子体一壁材料的使用要求。《面向等离子体钨基材料制备与性能/材料科学与工程进展系列丛书》采用不同方法制备了钨基材料，系统研究钨基材料的显微组织和性能，主要研究结果如下。采用机械合金化和放电等离子烧结技术制备了TiC掺杂W-Ti复合材料，研究了不同球磨时间对TiC掺杂W-Ti复合材料的显微组织和性能的影响规律。随着球磨时间的延长，粉末晶粒不断细化，微观应力不断增加；随着球磨时间的延长，粉体烧结后的复合材料致密度呈下降趋势，晶粒尺寸先降低后增加，显微硬度先增加后降低。球磨60h后，粉末制备的复合材料显微硬度高达1139.27HV，并且粉末制备的块体抗热冲击性能好。采用机械球磨和放电等离子体烧结技术制备了稀土镥（Lu）掺杂钨（W）基复合材料并对其力学性能、抗热冲击和抗辐照性能进行了研究。W-Lu复合材料的显微硬度随含镥量的增加而显著提高，相对密度和氘滞留量均先增加后降低。镥在烧结过程中结合了杂质氧元素形成亚微米尺寸的Lu2O3颗粒，弥散分布于钨晶界处，有效地阻碍了晶粒长大，细化晶粒提高了材料的强度硬度。在瞬态热负荷冲击之下，W-Lu复合材料的损伤程度明显小于纯钨。以偏钨酸铵和碳化钛为原材料，用自制双层玻璃反应釜制备了W-TiC复合粉末，通过传统烧结后，经过25％轧制变形，TiC颗粒均匀分布于钨晶界处和晶体内，获得了高致密的W-TiC复合材料，致密度达到98.2％；制备出的W-TiC复合材料相较于纯钨具有良好的抵抗热负荷失效的性能。
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