近日,中國(guó)工程院李建剛院士、萬(wàn)元熙院士科研團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《Engineering》發(fā)表《東方超環(huán)托卡馬克》一文,詳細(xì)介紹了國(guó)家大科學(xué)工程項(xiàng)目“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”,即東方超環(huán)(EAST)的工程概況,指出主動(dòng)冷卻偏濾器是EAST三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一。EAST采用的偏濾器,是由中國(guó)鋼研所屬安泰科技自主研制的鎢銅偏濾器。
作為核聚變領(lǐng)域使用條件最為苛刻的部件之一,偏濾器直接承受高溫等離子體最嚴(yán)酷的熱和粒子流沖擊,對(duì)材料選擇提出了嚴(yán)苛的要求。EAST最初采用的石墨或鎢單體材料,只能在低功率試驗(yàn)條件下維持?jǐn)?shù)秒,無法滿足高功率長(zhǎng)脈沖的工程使用要求,鎢銅復(fù)合組件成為理想的候選方案。
自2008年起,安泰科技懷揣“人造太陽(yáng)”的夢(mèng)想開啟了鎢銅偏濾器研制之路。項(xiàng)目組充分發(fā)揮公司在金屬材料和金屬擴(kuò)散連接方面的技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì),開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“兩步熱等靜壓擴(kuò)散焊接”金屬?gòu)?fù)合技術(shù),實(shí)現(xiàn)了鎢銅復(fù)合組件高質(zhì)量異種材料連接,獲得優(yōu)異的界面性能,在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)水冷全鎢偏濾器產(chǎn)品批量交付和裝機(jī)使用,通過了ITER組織安排的高熱負(fù)荷測(cè)試。2021年5月28日,國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施EAST實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行,再次創(chuàng)造托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置世界新紀(jì)錄,安泰科技獨(dú)家供應(yīng)的EAST上/下偏濾器鎢銅復(fù)合部件為中國(guó)“人造太陽(yáng)”和“中國(guó)聚變夢(mèng)”作出了重要貢獻(xiàn),彰顯了中國(guó)鋼研在金屬?gòu)?fù)合材料開發(fā)方面的硬核實(shí)力和使命擔(dān)當(dāng)。
十年磨一劍,出鞘必鋒芒。搭乘“東方超環(huán)”等國(guó)家大科學(xué)工程,安泰科技金屬?gòu)?fù)合材料技術(shù)不斷創(chuàng)新突破,已躋身世界領(lǐng)先水平。除了為ITER、EAST和WEST核聚變裝置提供偏濾器關(guān)鍵組件,鎢銅復(fù)合組件還廣泛應(yīng)用于大型國(guó)產(chǎn)化醫(yī)療裝備、雷達(dá)用關(guān)鍵零部件。項(xiàng)目開發(fā)的異種材料連接技術(shù)應(yīng)用于第三代核電主泵、國(guó)家大科學(xué)工程散裂中子源核心部件以及冶金用復(fù)合軋輥等,滿足了核電、航空航天、石油等領(lǐng)域國(guó)家關(guān)鍵裝備和重大科學(xué)工程的需要。這項(xiàng)硬核技術(shù)正在持續(xù)發(fā)揮服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略的硬核作用。