Modification of vacuum plasma sprayed tungsten coating on reduced activation ferritic/martensitic steels by friction stir processing

真空プラズマ溶射タングステン皮膜の摩擦撹拌処理による強化

谷川 博康; 小沢 和巳; 森貞 好昭*; Noh, S.*; 藤井 英俊*

Tanigawa, Hiroyasu; Ozawa, Kazumi; Morisada, Yoshiaki*; Noh, S.*; Fujii, Hidetoshi*

核融合炉内機器のプラズマ対向壁材料として有力視されているタングステン(W)皮膜形成法として真空プラズマ溶射(VPS)法が現実的手法として期待されている。しかし、VPS-Wでは空孔率が高いことから、バルクWに比べて熱伝導率が著しく引く、強度も低くなる、といった課題を示している。そこで本研究では、VPS-W皮膜の摩擦撹拌処理(FSP)による強化を試みた。その結果、FSP処理により空孔率が低く、バルクW並の強度と熱伝導率を有する細粒Wに強化することに成功した。

The vacuum plasma spray (VPS) technique has been investigated as the most practical method to form Tungsten (W) layer as a plasma facing material in fusion devices. The issues are the thermal conductivity and the strength of VPS-W, i.e., the thermal conductivity of VPS-W were significantly lower than that of the bulk W, and the hardness of VPS-W is much less than that of the bulk W. These are mainly caused by the porous structure of VPS-W. In order to solve these issues, friction stir processing (FPS) was applied on VPS-W in this study. It was suggested that FSP can contribute to significant improvement both in mechanical and thermal properties of VPS-W coating.