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国际ITER和国内EAST大科学装置均已确定了逐步启用全钨偏滤器的发展路线。在聚变装置中，偏滤器材料必须与等离子体相适应，而且能够承受高能热流的冲击。钨由于具有高熔点、较低的溅射率以及良好的热机械性能和抗等离子冲刷能力，被选作偏滤器第一壁材料。但是，由于钨的热导率较低，钨材料必须和热沉材料铜相连接:并且钨本身的脆性也制约其在偏滤器中的应用。所以，对于偏滤器用钨材料而言必须解决两个难题:一是钨与铜基热沉材料的有效连接;二是钨材料的增韧。 本文研究围绕这两个问题开展工作，旨在制备出具有良好性能的偏滤器用钨铜功能梯度材料（Functionally graded materias，FGMs），具体内容包括:首先，采用有限元计算分析，通过逆向设计，得到W-Cu FGM的最佳结构参数:然后，利用超重力燃烧合成技术制备具有成分从富钨层向纯铜层过渡的钨铜梯度材料，进而采用热压扩散焊接技术，将其与纯钨板焊接在一起，得到成分从纯钨向纯铜过渡的W-Cu FGM;最后，利用化学气相沉积制备钨丝增韧钨复合材料（tungsten fiber-reinforced tungstencomposites，Wf/W），并研究钨丝的塑变能力对Wf/W的增韧效果。主要取得了以下创新性成果: 1.通过逆向设计，计算得到了W-Cu FGM的最佳结构参数:顶层钨板厚度为1～2mm、中间梯度层层数为4～6层、成分分布系数为1.3～1.5。优化后的偏滤器W-Cu FGM在10-30 MW/m2的表面热流作用下，较无FGM时，以较小的W表面温度升高为代价，极大地降低了材料服役过程中的热应力，最大等效应力值降低～80％。 2.采用超重力燃烧合成方法可以制备得到成分呈渐变特征的W/Cu FGM样品。此样品成分由富钨钨铜复合材料层向纯铜层过渡，成分梯度包括六层，分别为75W-25Cu、70W-30Cu、60W-40Cu、50W-50Cu、40W-60Cu、Cu（质量分数），并且密度、硬度、热膨胀系数、弯曲强度，均表现出梯度变化的特性。超重力的引入加快了相分离过程，提高了熔渗动力，缩短了熔渗时间，使制备周期控制在5分钟左右。 3.通过采用镀有非晶钨铁镀层的铜箔作为中间层的热压焊接工艺，实现了纯钨板和富钨钨铜复合材料的冶金结合。采用此方法可以实现钨板和超重力燃烧合成制备的W/Cu FGM的焊接，从而获得成分从纯钨向纯铜过渡的W-Cu FGM样品。电子束高热负荷实验表明，此W-Cu FGM样品可承受热流密度为845MW/m2的热冲击。 4.利用化学气相沉积法可以制备得到单根钨丝增强的Wf/W丝材，拉伸实验表明，钨丝的塑性变形对Wf/W的增韧效果和Wf/W的界面能量耗散增韧效果相当，两者共同作用于Wf/W，使其拉伸断裂韧性比纯钨材料提高了～47％。