深圳大学团队在核聚变堆材料与部件制备领域取得重要突破
2月3日，记者从深圳大学获悉，该校物理与光电工程学院副教授王兴立团队在聚变堆钨基面向等离子体壁材料与部件的制备关键技术上取得重要突破。
核聚变能的开发与利用是全球主要经济体发展的重点领域之一。美国聚变工业协会发布的《2025全球聚变产业报告》指出，截至2025年6月底，全球商业聚变产业的累计融资总额达到97.66亿美元，较2024年新增26.43亿美元，创近三年最高年度增幅。
深圳大学物理与光电工程学院在发布的消息中指出，在可控核聚变发展中，开发用于未来聚变堆的材料与部件是当前的紧要任务，其中直接面向聚变等离子体的第一壁材料与部件的研发更是关键难题。与传统的粉末冶金制备纯钨、机加工钨片、钨钢焊接得到第一壁部件的方法不同，团队采用爆炸喷涂技术一步可同时实现钨的制备与钨-钢连接。相关系列成果标志着该团队已掌握较为成熟的聚变堆包层第一壁钨制备技术。该技术还有望用于未来聚变堆包层第一壁表面损伤区域的堆内原位修复，以及发展基于光纤传感技术的堆内部件运行状态监测技术，可在未来聚变堆的运维上发挥重要作用。
先进的聚变堆面向等离子体材料与部件是制约当前核聚变堆建设、影响未来聚变堆长期稳定运行的关键。王兴立介绍，包层第一壁是聚变堆内部直面等离子体的部件，占据堆内表面绝大部分面积，主要由大面积曲面的钢结构件与其表面的钨铠甲层组成。由于钨、钢在熔点、热膨胀系数等热物理性能上相差太大，导致二者连接非常困难，特别是在大面积三维曲面钢表面覆盖全钨铠甲层，其制备以及未来在聚变堆中的原位修复是当前聚变领域亟待攻克的技术难题。
其团队基于爆炸喷涂技术，不仅研制出高性能钨涂层、纯铁中间层、钨-钢功能梯度层，研制出的钨/铁/钢第一壁结构还通过了ITER标准下的1000次1 MW/m2稳态高热负荷疲劳测试，达到ITER服役要求，在国际上领先。与焊接类方法相比，极大简化了工艺流程，在引入铁中间层、钨钢梯度层上也具有明显优势。目前，该项技术已具备开展成果转化及应用的初步条件。