An oxidation mechanism map for tungsten

升华(心理学) 材料科学 动能 混乱 热力学 冶金 物理 心理学 量子力学 精神分析 心理治疗师
作者
Dóra Nagy,Samuel A. Humphry-Baker
出处
期刊:Scripta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:209: 114373-114373 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.scriptamat.2021.114373
摘要

A tungsten oxidation mechanism map is developed to clarify literature confusion about the dominant oxidation kinetic regime and to enable improved predictions in extreme environments. Thermogravimetry data is systematically extracted from 14 papers in the range 600–1600 °C and treated as three distinct kinetic regimes: parabolic oxidation, linear oxidation, and sublimation. A mechanism map is constructed that shows metal recession thickness contours for each regime in time-temperature space. The map enables consideration of a fusion reactor accident combining loss of coolant and vacuum, in which a tungsten first wall could reach ∼1200 °C for several weeks. Complete oxidation of the first wall and 2 mm of sublimation is predicted. Similar maps must be developed for accident tolerant tungsten alloys if reliable predictions are to be made about their performance.
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