——文章基本信息——

——研究背景——

       钨（W）是熔点最高（约3 410 ℃）的金属材料是国家战略性资源，具有密度大、高温强度高、导热性能优异、热膨胀系数小和抗核辐射等优点，被广泛应用在航空航天、国防军工、核能、微电子、轨道交通、高端装备、精密加工等领域主要设备的关键材料及核心部件，在保障国防安全和经济安全方面发挥了重要的作用。钨基粉体制备作为制备钨基材料整个工艺流程最前端工序，对最终工程应用钨基块体材料的质量影响极其显著。钨基粉体的特性直接决定着后续烧结及后续加工变形处理后钨基块体性能。通常，钨基粉体制备方法可以分为自上而下法和自下而上法2种。自上而下法是通过外加机械力等方法对原始钨粉体进行细化以期得到细化粉体，也就是机械法；自下而上法是指在液相中反应进而通过后续氢气还原得到相应粉体的方法，也就是化学法。不同应用场景对钨基复合材料性能要求存在明显差异，因而对其粉体特性要求有所差异，继而制备过程中的工艺路径也各有不同。本文中主要针对聚变装置用第二相掺杂钨基复合材料、高端装备用W-铼（Re）合金、电子封装领域用W-铜（Cu）所要求的钨基复合粉体制备与特性研究进展进行总结与展望。

——研究摘要——

【目的】研究高温耐热钨（W）基复合粉体制备与特性，探讨制备钨基材料整个工艺流程最前端工序的特点，钨基块体材料的质量对最终其工程应用的影响，以及后续烧结及后续加工变形处理后钨基块体性能对钨基粉体的特性决定作用。【研究现状】综述不同种类钨基复合粉体的制备工艺，包括聚变装置用第二相掺杂钨基复合粉体、高端装备用W-铼（Re）合金粉体、电子封装领域用W-铜（Cu）复合粉体；第二相掺杂钨基复合粉体主要包括W包覆第二相的核壳结构的设计与优化，W-Re合金粉体主要包括 W与 Re元素的均匀固溶分布，W-Cu复合粉体主要包括 W包覆 Cu复合粉体的结构设计与改进等的研究；掺杂第二相主要为氧化物氧化钇（Y₂O₃）、氧化镧（La₂O₃）、氧化锆（ZrO₂）、氧化铪（HfO₂）等，以及碳化物碳化钛（TiC）、碳化锆（ZrC）、碳化铪（HfC）等，主要采用机械球磨和化学法制备相应粉体；W-Re合金粉体的制备方法分为机械法、混粉法和化学法；采用机械球磨、湿化学法、溶胶-凝胶法等方法，可获得具有优异烧结活性的纳米级W-Cu复合粉体，进而制备致密度高的W-Cu复合材料。【结论与展望】提出制备钨基粉体常用的方法，机械法的主要问题是长时间球磨可能产生杂质影响及粉体冷焊，化学法主要问题是制备过程中的副产物包含氨气及随着分解产生的氮氧化物，须要考虑环境保护问题；认为高质量钨基复合粉体是获得高性能钨材料的关键，因此钨基复合粉体结构及制备技术仍须进一步优化。

——部分图表——

Fig.4 Schematic diagram of W-Y2O3 powder and block prepared by hydrothermal method

——研究结论——

      本文中综述了不同种类钨基复合粉体的制备工艺研究进展，包括聚变装置用第二相掺杂钨基复合粉体、高端装备用 W-Re合金粉体、电子封装领域用 W-Cu复合粉体，并对粉体的制备工艺路线及显微结构优化进行论述。针对第二相掺杂钨基复合粉体，主要集中于W包覆第二相的核壳结构的设计与优化；针对 W-Re合金粉体，主要集中于 W 与 Re元素的均匀固溶分布研究；针对 W-Cu复合粉体，主要集中于W包覆Cu复合粉体的结构设计与改进。 对于制备钨基粉体常用机械法与化学法，机械法主要问题是长时间球磨可能产生杂质影响及粉体冷焊问题；化学法主要问题是制备过程中的副产物包含氨气及随着分解产生的氮氧化物，须要考虑环境保护问题。相关产业进一步发展，必然对相关材料的性能提出更高要求，高质量钨基复合粉体是获得高性能钨材料的关键，因此钨基复合粉体结构及制备技术仍须进一步优化。

——作者简介——

           吴玉程，1962年11月出生，合肥工业大学材料学教授、博士生导师，先后任合肥工业大学副校长（2008-2017，2020-2023正厅级）、太原理工大学党委书记（2017-2020）等，中国微米纳米技术学会会士，中国机械工程学会材料学会主任委员、材料热处理学会副理事长、中国材料研究学会常务理事等，德国斯图加特大学高级访问学者，英国圣安德鲁斯大学、澳大利皇家墨尔本理工大学荣誉教授等。主要从事聚变能源材料与技术研究，先后主持国家重点研发计划、重大基础研究ITER重大专项（首席科学家），国家自然科学基金（联合、国际合作）重点项目、科技部国际科技合作和教育部重大科技项目、安徽省“揭榜挂帅”重大科技项目等研究，在Nature Communications等国内外学术刊物发表学术论文400多篇，授权发明专利70余项。主编国家精品课程《工程材料基础》、《材料科学基础》（高等教育出版社）教材等4部，著有《面向核聚变应用钨基材料的制备与关键性能》（科学出版社）等9部。获中国机械工业青年科技奖、机械部教书育人特等奖、省级教学成果奖特等奖5项，国家教学（研究生）成果二等奖1项，安徽省科技进步一等奖4项，中国有色金属工业科学技术一等奖、二等奖4项，中国机械工业发展科技进步二等奖2项，中国表面工程协会科技进步一等奖、科技创新团队奖等。

——全文信息——

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