和合金作为面向等离子体的材料的增材制造的进展和挑战

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 核工程 核工程是指核工程.
• 制造业 工程 制造工程

背景情况:

• (W) 和其合金是聚变反应堆中等离子面部元件 (PFC) 的关键材料,因为它们的高温性能和对等离子和中子轰炸的抵抗力.
• 增材制造 (AM) 为制造复杂的基于W的PFC提供了潜在的优势,但在实现所需的材料特性和结构完整性方面仍然存在重大技术障碍.

研究的目的:

• 审查应用增材制造技术对用于等离子面部部件的和合金的进展和挑战.
• 讨论与激光粉床融合 (LPBF),电子束化 (EBM) 和W材料的直接能量沉积 (DED) 相关的技术问题.
• 调查现有的关于辐射对增材制造的W和W合金的影响的文献,并确定潜在的解决方案.

主要方法:

• 文献综述侧重于LPBF,EBM和材料的DED的最新发展.
• 对已发表的关于辐射对和合金的影响研究的调查.
• 确定用于PFC应用的增材制造的研究缺口和未来方向.

主要成果:

• 像LPBF,EBM和DED这样的AM技术显示出制造基于W的PFC的前景,同时保持基本的材料特性.
• 在W的AM中仍然存在重大技术挑战,包括多孔性,裂和实现所需的微观结构.
• 现有的对AMW辐射效应的研究有限,需要进一步研究在聚变反应堆条件下的材料行为.

结论:

• 增材制造有可能生产基于的先进等离子面部元件,但克服材料加工和耐辐射挑战至关重要.
• 需要进一步的研究来优化的AM过程,了解辐射损伤机制,并为增材制造的W PFCs开发有效的缓解策略.