国际热核聚变实验堆（ITER）中的偏滤器主要采用W/Cu/CuCrZr层状复合材料或连接件进行制造。其中W主要作为面向等离子体材料,CuCrZr作为热沉材料,而Cu则作为缓解热应力的中间层置于W和CuCrZr之间。因此,实现W和Cu、Cu和CuCrZr的层状复合/连接是偏滤器制备所需的关键技术。目前,国内外已有的W/Cu和Cu/CuCrZr层状复合/连接方法通常工艺条件极端,会产生较大的残余应力。另外,这些W/Cu和Cu/CuCrZr的层状复合/连接工艺中往往还需要使用中间层金属,这将导致W/CuCrZr层状复合材料/连接件的整体导热性能下降。由于目前国内外使用的Cu/CuCrZr的层状复合/连接方法中温度均高于CuCrZr的最佳时效温度（475℃）,这将导致CuCrZr软化。针对以上问题,本文通过W的表面纳米多孔化以提高表面能,再进行W和Cu的层状复合和连接,之后采用低温直接扩散退火工艺对Cu和CuCrZr进行层状复合和连接,成功实现了W和Cu、Cu和CuCrZr界面之间的冶金结合,制备出了W/Cu、Cu/CuCrZr和W/Cu/CuCrZr等层状复合材料和连接件,具体如下:（1）采用两步阳极氧化法在W表面制备纳米多孔氧化层,再在氢气气氛中进行还原处理除去氧,在W表面形成纯金属纳米多孔结构;然后通过电镀的方法在W表面电镀Cu或叠加Cu块,再通过临近Cu熔点的高温退火实现W、Cu之间的扩散（扩散距离达到了25nm）和直接合金化。成功制备了W/Cu层状复合材料和连接件,W/Cu界面剪切强度平均可达到101MPa左右。（2）对本课题组前期工作采用Miedema理论和Alonso计算方法建立的W/Cu直接合金化的热力学模型及计算方法进行了改进,提出了新的表面能和压力能的计算方法。在此基础上对基于W表面纳米多孔化的W/Cu直接合金化的热力学机制进行了计算研究。结果表明基于W表面纳米多孔化实现W/Cu直接合金化在热力学上是可行的,表面纳米多孔化后W-Cu体系的表面能得到了很大的提升,可以作为W、Cu之间直接合金化的热力学驱动力。（3）通过对Cu块（板）和CuCrZr块（板）表面的严格处理,在100MPa的压力下450℃保温180min进行扩散退火,成功制备了Cu/CuCrZr层状复合材料和连接件。Cu/CuCrZr界面平均剪切强度和拉伸强度分别为128MPa和180MPa,CuCrZr的布氏硬度下降不明显,避免了CuCrZr的软化,Cu和CuCrZr之间的扩散距离达到了15μm,Cu/CuCrZr层状复合材料界面有效复合/连接率超过了97%。（4）基于上述研究结果制备了两种ITER中面向等离子的W/Cu/CuCrZr部件,包括W/Cu/CuCrZr穿管部件和W/Cu/CuCrZr/316L不锈钢层状复合部件。