钨纤维增强钨基复合材料研究进展：制备、性能与应用挑战

黄俊1,3,4，王智辉1，谢子俊1，吴玉程1,2,4（1.合肥工业大学 材料科学与工程学院；2.合肥理工学院；3.有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心；4.安徽省有色金属材料与加工工程实验室）

摘要：针对纯钨（W）固有室温脆性、低断裂韧性及高温再结晶脆化等制约其极端环境应用的瓶颈问题，钨纤维增韧钨基复合材料（Wf/W）被设计为新型结构功能一体化材料。本文系统评述Wf/W复合材料的核心制备工艺（粉末冶金、化学气相渗透、热机械轧制复合等）、关键服役性能（宽温域力学、抗辐照特性、热物理及氘滞留行为）与应用前景。通过纤维桥联、拔出及界面脱黏等增韧机制，Wf/W复合材料在显著提升断裂韧性与损伤容限的同时，亦可有效保持钨基体高熔点、高导热及抗辐照特性以及高温下的抗蠕变与抗疲劳特性。但是，Wf/W复合材料界面热适配、氘渗透及纤维三维均匀排布等难题有待突破。未来Wf/W复合材料在核聚变堆第一壁/偏滤器关键部件、空天热端结构等国家重大工程领域具备不可替代的应用价值。

关键词：Wf/W复合材料；增韧机制；制备工艺；服役性能；协同优化