含TiN阻氚过渡层新型第一壁的氘渗透实验研究

作者：张舒婷; 黄向玫; 赵栋烨; **浩; 曾晓晓; 才来中^*

来源：材料导报, 2022, S1: 38-42.

• 第一壁
• 阻氚
• 氘的渗透
• TiN
• CVD-W
• CLF-1钢

为了更好地控制氚滞留和改善氚循环，同时确保聚变装置的氚安全许可，第一壁的阻氚性能显得格外重要。一种含氮化钛(TiN)阻氚过渡层的新型第一壁结构被提出，由化学气相沉积钨(CVD-W)作为面向等离子体材料(PFM),低活化铁素体马氏体钢(RAFM)CLF-1作为基体材料，TiN作为过渡层，该过渡层兼具结合功能和阻氚功能。为了研究该第一壁结构的阻氚性能，本工作制备了具有不同基材粗糙度的样品，采用气相驱动渗透(GDP)实验对样品进行氘渗透测试，采用配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)对样品的CVD-W表面、TiN过渡层及样品截面进行微观形貌观察及成分分析。结果表明，氘的渗透率与温度满足Arrhenius关系。相较于在CLF-1钢中，氘在含TiN阻氚过渡层第一壁结构中有更低的渗透率，对氘有明显的阻挡效果。基材粗糙度较大的样品在渗透过程中发生了CVD-W的碎裂和脱落以及TiN过渡层的开裂，使其氘渗透率相对更大。

• 单位
  核工业西南物理研究院