讲座主题：纳米晶钨基材料制备与性能研究
主讲人：付恩刚
工作单位：北京大学物理学院
讲座时间：2019年12月13日（周五）下午14:30--15:30
讲座地点：综合楼617
主办单位：烟台大学核装备与核工程学院
内容摘要：
核聚变能是永久解决未来能源危机的清洁安全能源。核聚变堆材料面临高剂量的粒子（如中子、氘、氚、氦等）辐照和高热流的严苛环境，解决核聚变堆材料面临的问题是实现核聚变能安全利用的关键。
钨由于其高熔点、低热膨胀系数、低溅射腐蚀速率、高热导率和高温下具有良好的强度而成为聚变堆中最具有应用前景的面向等离子体材料（PFMs）。但是，现有商业钨材料采用粉末烧结-锻造（轧制）而成，晶粒粗大，这种粗晶钨具有常温脆性、高温下出现再结晶、中子辐照脆性、氢/氦致起泡、氦致表面绒毛结构、热负荷下表面开裂和熔化等缺点，而纳米晶材料在诸多方面都表现出优异于粗晶材料的性能。但是，由于钨的熔点（3410℃）非常高，而其再结晶温度（1150℃-1350℃）很低，因此纳米晶钨材料的制备尤为困难，尚未有报道制备出晶粒尺寸小于80 nm的纳米晶钨基材料。
本课题组通过高能球磨法结合高压烧结的方法，首次成功制备出平均晶粒尺寸为9 nm的纳米晶钨基材料W-5wt%-2.5wt%Cr (WCY)。首先，通过高能球磨法成功制备出纳米晶钨粉末，研究了球磨过程中纳米晶钨粉末的形成过程以及细化机制，通过掺杂第二相粒子抑制晶粒的长大，最后通过高压烧结技术首次成功制备了纳米晶钨基材料，并表现出超高的硬度和优异的耐辐照性能。纳米晶钨基材料将有望成为未来聚变堆中最具有应用前景的面向等离子材料之一。报告中同时将介绍清洁能源材料的相关研究。
主讲人介绍：
付恩刚，男，北京大学教授、博士生导师（2013-至今），于2009年8月在美国德克萨斯A&M大学（Texas A&M University）获得博士学位，2009年12月至2013年2月在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室进行博士后研究工作。
迄今，付恩刚教授在核辐照导致的材料损伤和及其相关效应、超高耐辐照材料的设计和发展、离子束材料改性和分析等方面都取得了重要的研究成果，发表论文和专利120余篇，论文刊登于本学术领域的国际一流学术期刊Energy & Environmental Science, Advanced Materials, Small, Acta Materialia等，在相关领域具有广泛的学术影响力。
