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核聚变装置铜锭材料:极端工况下的技术突破

Jul 7th,2025 86 浏览量

铬锆铜合金性能深度优化

抗中子辐照能力验证

■ 辐照试验条件:  

   - 中子通量:5×10¹⁸ n/cm²(E>0.1MeV)  

   - 辐照温度:450±10℃  

   - 损伤剂量:7.8dpa(原子离位量)  

■ 辐照后性能变化:  

   硬度变化率:+15%(传统铜锭+130%)  

   热导率保持率:96.7%(行业最高)  

微观结构保护机制

▶ Cr₂Zr纳米粒子(尺寸4-7nm):  

   - 阻碍位错运动(强化效果↑200%)  

   - 吸收空位缺陷(空洞密度<10¹⁶/m³)  

▶ 纳米孪晶结构:  

   - 孪晶界密度2.3×10⁸/m(高能晶界吸收辐照损伤)  

铬锆铜

ITER项目工程验证

测试指标

设计值

铬锆铜锭实测

安全裕度

热负荷极限

15MW/m²

22.4MW/m²

49.3%

热循环次数

8000次

>30000次

275%

变形量(1000h)

≤5mm

1.8mm

64%余量