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掺杂钨材料(弥散强化钨基材料)可满足高精尖领域应用需求 应用前景广阔

2025-05-23 17:37      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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掺杂钨材料(弥散强化钨基材料)可满足高精尖领域应用需求 应用前景广阔

  掺杂钨材料又称弥散强化钨基材料,是在钨(W)基体中加入均匀分散的弥散强化相,经一系列工艺制备而成的钨基材料。

  弥散强化、细晶强化、合金强化、复合强化是改善钨合金综合性能的重要手段,钨材料常用弥散强化相分为碳化物(如碳化钛、碳化铌、碳化锆)、氧化物(如氧化铝、氧化锆、氧化镧、氧化钇)两大类。

  钨及钨合金具有熔点高、热导率高、膨胀系数低、氘氚滞留低等特点,目前已在光伏发电、航空、军工、核工业等领域实现广泛应用。但同时,由于钨杂质元素常以间隙原子固溶的方式聚集在晶界处,钨的晶界强度较低,存在低温脆性、再结晶脆性、等离子体辐照脆性等问题,在一定程度上限制了其应用。

  根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国掺杂钨材料(弥散强化钨基材料)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,经过弥散强化后的掺杂钨材料具有良好的低温韧性、抗热冲击性能、抗辐照性能和抗拉强度,近年来,逐渐成为航空航天、可控核聚变、电子信息、国防科技等领域不可或缺的关键材料之一。在可控核聚变领域,掺杂钨材料可用作第一壁材料。

  作为先进钨合金材料,高性能掺杂钨材料已列入工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》中,其中提及了碱金属掺杂钨基材料、稀土掺杂钨基材料、高性能钨合金材料三种类型掺杂钨材料的性能要求。

  掺杂钨材料制备方法分为放电等离子烧结法(SPS)、粉末冶金法、湿磨+中频烧结+热等静压法等,其中放电等离子烧结法多用于实验室小尺寸掺杂钨材料制备。我国掺杂钨材料相关研发企业包括中钨稀有金属新材料(湖南)有限公司、西安格美金属材料有限公司、赣州海盛钨业股份有限公司、安泰天龙钨钼科技有限公司等。

  国促会标委会(中国国际经济技术合作促进会标准化工作委员会)已立项编制《高性能掺杂钨材料技术要求:稀土掺杂钨基材料》团体标准,未来团体标准的发布与实施,有望为掺杂钨材料相关企业提供技术指导和质量规范,助力行业高质量发展。

  新思界行业分析人士表示,金属钨因其高热导率、抗溅射、低氘氚滞留等特性,被认为是聚变反应堆等离子体表面组件最有希望的候选材料,但金属钨存在低温脆性、辐照脆性等缺点,愈发不能满足高精尖领域严格的性能要求。弥散强化是改善钨合金综合性能的有效途径之一,掺杂钨材料作为高性能材料,可满足高精尖领域应用需求,市场空间将不断扩大。

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