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钨及其合金因优异的性能而被选为ITER的面向等离子体第一壁候选材料,但钨及其合金存在高温脆性、辐照脆性及较高的韧脆转变温度等问题,使其不能完全达到面向等离子体第一壁材料的使用要求。向钨合金中添加强化相是一种提高钨合金综合性能的手段。本文采用向钨合金中添加纳米氧化镥(Lu203)颗粒,通过机械球磨和放电等离子体烧结方法制备了新型的ODS-W复合材料,研究了Lu203添加量、机械球磨工艺对制备ODS-W组织结构和性能的影响,揭示了微量Nb、C的添加对W-Lu2O3复合材料组织结构和性能影响规律。同时,对制备ODS-W的氘滞留性能和热负荷性能进行了研究。主要研究结果如下：(1)制备的ODS-W复合材料的致密度和显微硬度都随着Lu203含量的增加而提高,并且在Lu203含量为3wt.%时达到最大值,分别为96.21%和551.7 HV,且随着Lu203含量的增加,材料的晶粒尺寸不断减小。(2)随着制粉球磨时间的增加,制备的W-3wt.%Lu2O3复合粉末和烧结体的晶粒尺寸逐渐减小,但是烧结体的致密度和显微硬度却呈现出先小幅度减小然后不断增大的趋势,并在球磨时间为40 h达到最大值,分别为93.83%和505.1 HV。(3)在添加Lu203的基础上,向钨中添加微量Nb、C元素,研究发现在晶粒细化、提高致密度和强度方面具有显著效果,W-Nb-C-Lu2O3复合材料的致密度提高了5.75%,达到了95.12%,晶粒尺寸由8-13μm细化到2～5 μm,显微硬度和拉伸强度分别提高了20%和45%,达到了496.3 HV和197.2 MPa。(4)在氘离子注入量达到一定剂量时,W-3wt.%Lu2O3复合材料中的氘滞留总量要比纯W的低,表现出更好的氘滞留性能；W-3wt.%Lu2O3复合材料在电子束热负荷实验中表现出比纯W具有更好抗电子束热负荷性能,并且至少能够能够承受能量密度为50 MW/m2的激光束热负荷作用。