KR101285484B1 - 구조화된 텅스텐 부재를 구비한 복합재 부품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 텅스텐으로 제조되는 부품과 구리로 제조되는 부품을 포함하는 복합재 부품 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 부품들이 접합 공정에 의하여 일체로 접합되는데, 텅스텐으로 제조된 부품은 보다 넓은 표면 영역을 생성하기 위하여 접합 공정 전에 접합 표면 영역에서 구조화된다.
구리, 텅스텐, 합금, 접합, 핵융합로, 열팽창

Description

구조화된 텅스텐 부재를 구비한 복합재 부품{COMPOSITE PART WITH STRUCTURED TUNGSTEN ELEMENT}
도 1은 전자빔을 사용하여 구조화된 텅스텐 부품의 주사전자현미경 이미지를 도시하고 있다.
본 발명은, 텅스텐 또는 텅스텐 함량이 90 중량%를 초과하는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품과, 구리 또는 열전도율이 250 W/mK을 초과하는 구리 합금으로 제조되는 부품을 접합 공정(joining process)에 의하여 일체로 접합하는 복합재 부품 제조 방법에 관한 것이다.
일체 접합에 의하여 텅스텐/구리 복합재 부품을 제조하는 데 있어서 특히 어려운 점은, 텅스텐과 구리가 매우 다른 열팽창 거동을 나타낸다는 것이다. 예를 들어, 상온에서 텅스텐의 열팽창 계수는 4.5 x 10-6 K-1이고, 구리의 열팽창 계수는 16.6 x 10-6 K-1이다.
예를 들어, 납땜, 백캐스팅(back-casting) 및 확산 용접(diffusion welding) 과 같은 기술은 텅스텐과 구리를 접합하는 방법으로서 기재되어 있다. 이들 공정은 일반적으로 700 내지 1,300℃의 온도 범위에서 수행된다. 냉각 중에, 텅스텐과 구리의 열팽창 계수의 차이로 인하여 접합부의 영역에 응력이 발생한다. 하지만, 응력은 복합재 부품이 주기적인 열부하에 자주 노출됨에 따라 복합재 부품을 사용하는 중에도 유도될 수 있다.
이러한 복합재 부품의 중요한 적용 분야는 핵융합로용 제1벽 부재이다. 핵융합로의 정상 상태 가동을 위하여, 제1벽 부재의 표면 영역에는 10 MW/m2에 달하는 전력속(power flux)이 예상된다. 플라즈마 붕괴(plasma collapse)가 발생하는 경우에는, 약 20 GJ이 수 밀리세컨드 내에 노출된 지점으로 방출될 수 있다. 예를 들어, 다이버터(divertor), 배플(baffle) 및 리미터(limiter) 영역과 같은 고에너지밀도의 영역을 위한 제1벽 부재의 개발이 핵융합 연구의 기술적 이행에서의 핵심 요소임을 의미한다.
제1벽 부재를 위한 재료는 매우 다양하고 어느 정도까지는 상호 모순적인 것을 요구한다. 고열전도율, 고용융점, 저증기압, 우수한 내열 충격성 및 용이한 기계 가공성과 같은 물리적 기계적 특성 이외에, 높은 중성자 선속 하에서의 낮은 활성도(activation) 및 핵변환(transmutation), 낮은 영구 트리튬 저장, 플라즈마 이온 및 중성입자로부터의 낮은 부식, 낮은 스퍼터율(sputter rate) 및 전기 아크와 열점(hotspot)뿐만 아니라 특성 복사에 의한 코어 플라즈마의 낮은 냉각과 같은 국지적인 효과로 인한 적은 침식과 같은 핵융합을 위한 소정의 요구도 있다. 텅스텐 은 상대적으로 낮은 플라즈마 온도와 높은 입자 밀도가 보편적인 제1벽 영역에 특히 적절하다. 텅스텐은 높은 열전도율(상온에서 165 W/mK)과 같은 우수한 열특성(熱特性)을 갖는다. 게다가, 고용융점과, 낮은 트리튬 흡수능(absorption capacity)과, 낮은 진공탈가스율(vacuum degassing rate)과, 낮은 스퍼터율이 제1벽 부재를 위한 텅스텐을 결정한다. 텅스텐/구리 복합재 부품은, 특히 최대 에너지 밀도의 영역에서의 효율적인 열배출을 달성하기 위하여 채택된다. 이러한 복합재 부품의 고에너지 밀도와 주기적인 부하는, 텅스텐과 구리 사이의 계면에 균열(crack) 또는 필링(peeling)을 유발할 수 있다. 이로 인한 열배출의 방해는 복합재 부품이 용융되는 위험을 야기한다.
플라즈마로 지향된 텅스텐 표면과, 접합부에서 낮은 복합재 응력이 발생한 상태에서 구리로 제조되고 텅스텐 표면에 형상 끼워맞춤(form fit)에 의하여 연결된 능동 냉각 열 싱크(heat sink)를 포함하는 복합재 부품을 만들기 위하여, 광범위한 개발 프로그램이 착수되고 경우에 따라서는 이미 시행되었다.
예를 들어, 텅스텐 표면을 수 밀리미터의 측면 길이 또는 직경을 갖는 소형 입방체 또는 원형 봉의 형상으로 각각 설계함으로써 응력이 상당히 감소하는데, 이들 입방체 또는 원형 봉은 구리 표면에 삽입되어 있다. 이러한 세분화는 접합 공정과 주기적인 가동으로 인한 열응력을 감소시킨다. 하지만, 이러한 변형에도 불구하고 텅스텐/구리 계면에 열피로 균열이 발생할 잠재적 개연성이 높다.
텅스텐과 구리 사이에 구배 전이부(graded transition)를 사용함으로써 계면에서의 응력을 줄이기 위한 수많은 시도가 행하여져 왔다. 텅스텐/구리 경사기능재 료(FGM)을 제조하는 방법이 미국 특허 공보 제5 126 106호에 개시되어 있다. 여기서, 예를 들어 플라즈마 용사(plasma spraying)에 의해 생성된 구배진 기공(graded porosity) 갖는 텅스텐 부품은 구리에 의하여 침윤된다.
텅스텐과 구리 사이의 구배 전이부가 플라즈마 용사에 의하여 달성되는 제조 공정이 미국 특허 공보 제5 988 488호에 개시되어 있다. 미국 특허 공보 제5 126 106호에 개시된 방법과는 대조적으로, 구리 상(copper phase) 역시 플라즈마 용사에 의하여 증착되는데, 상응하는 양의 텅스텐과 구리를 포함하는 분말 혼합물이 공급된다. 텅스텐과 경사기능재료 사이에는 부착력을 증가시키기 위한 금속 박막이 있다. 미국 특허 공보 제5 988 488호는, 시험 목적으로 납땜 또는 확산 결합(diffusion bonding)에 의하여 텅스텐과 구리 열 싱크 사이에 적용되는 구리/텅스텐 혼합 재료로 제조된 층을 추가로 개시하고 있다. 미국 특허 공보 제5 126 106호 및 제5 988 488호 모두에 개시된 제조 방법은 열적으로 유도된 균열에 대한 상당히 개선된 내성을 나타내는 복합재 부품을 발생시킨다고 생각될 수 있다. 하지만, 기재된 공정 기술이 복잡하고, 그로 인하여 이러한 방식으로 제조된 복합재 부품이 고가라는 단점이 있다. 또한, 전술한 기술은 공정 공학 이유로 인하여 평탄한 타일 구조물에 제한되고, 형상적인 이유로 인하여 모노블럭 형상으로의 변경은 가능하지 않다.
본 발명의 목적은, 특히 열피로와 관련된 적절한 기능 능력을 나타내고 저비용의 제조를 허용하는 텅스텐 또는 텅스텐 합금과, 구리 또는 구리 합금을 적어도 부분적으로 포함하는 복합재 부품을 공급하는 것이다.
이러한 목적은 독립항에 의하여 달성된다. 복합재 부품은, 텅스텐 또는 텅스텐 함량이 90 중량%를 초과하는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품과, 구리 또는 열전도율이 250 W/mK을 초과하는 구리 합금으로 제조되는 부품을 적어도 포함한다. 본 명세서의 이후 기재에 있어서, 텅스텐이라 함은 텅스텐 함량이 90 중량%를 초과하는 텅스텐 합금을 포함하고, 구리라 함은 열전도율이 250 W/mK을 초과하는 구리 합금을 포함한다. 텅스텐 함량이 90 중량% 이하일 경우, 부적절한 열적 안정성 또는 텅스텐 부품 열전도율의 감소로 이어진다. 구리 또는 구리 합금의 열전도율이 250 W/mK 이하라면, 적절한 열배출이 더 이상 보장되지 않는다. 텅스텐 부품과 구리 부품이 형상 끼워맞춤으로 접합 공정에 의하여 접합되기 전에, 텅스텐 부품은 텅스텐 부품의 접합 표면 영역에서 구조화된다. 이러한 구조화는 특히 주기적인 부하 하에서의 복합재의 강도를 상당히 증가시킨다. 또한, 이러한 구조화는 복합재 강도를 증가시키는 다른 적절한 공정 기술에 비하여 상당히 저렴하다. 핵융합로에 제1벽 부재로서 채택되고 본 발명에 따라 제조된 복합재 부품은 사용 수명을 상당히 개선하였다는 것을 주기적인 부하 실험으로부터 결론내릴 수 있다. 따라서, 본 발명은 여러 해 동안 존재해오던 과제를 해결하였다.
구조화는 텅스텐 표면의 거시적 변형으로서 이해되는데, 이는 특정한 표면 영역을 증가시킨다. 이러한 구조화는 빔 공정에 의하여 바람직한 방식으로 달성될 수 있다. 실시예에서 보다 자세하게 설명되는 바와 같이, 전자빔 공정은 특히 구조 화에 적합하다. 이 공정에 있어서, 전자빔은 규칙적인 홈(recess)과 첨단부(peak)가 생성되는 방식으로 안내된다. 홈이 100㎛ 내지 2mm의 깊이를 가지며 첨단부가 100㎛ 내지 2mm의 높이를 갖는다면, 특히 바람직한 특성이 달성될 수 있다. 또한, 홈과 첨단부가 원뿔형 형상을 갖는다면 이 역시 바람직하다. 각각의 홈과 첨단부가 대략 균일한 직경, 깊이 및 이격을 가지며 접합 표면의 적어도 10%가 구조화된다면, 상호 독립적이고 바람직한 실시예들이 달성될 수 있다.
구조화는 기계적 공정 기술에 의해 달성될 수도 있다. 텅스텐 고유의 취성을 고려할 때, 형상 연삭 또는 성형 연삭이 텅스텐에 특히 적절하고, 여기서 피라미드형 첨단부가 다시 제조된다. 하지만, 선삭(turning) 또는 밀링(milling)에 의해서도 만족스러운 결과가 달성될 수 있다. 각각의 홈과 첨단부가 대략 균일한 직경, 대략 균일한 깊이 및 대략 균일한 이격을 가지며 접합 표면의 적어도 10%가 구조화된다면, 상호 독립적이고 바람직한 또 다른 실시예들이 달성될 수 있다.
유명한 또 다른 적절한 공정 기술은 분말 야금(powder metallurgy)을 기반으로 한 공정 기술이다. 여기서, 적어도 90 중량%의 텅스텐을 포함하고 0.5㎛ 내지 10㎛의 피셔에 따른 입자 크기를 갖는 분말은, 100MPa 내지 600MPa의 압력으로 매트릭스 압축(matrix press)을 사용하여 압축된다. 매트릭스 펀치(matrix punch)는 구조화된 표면을 구비한다. 이어서, 그린 부품(green part)이 환원 분위기(reducing atmosphere) 또는 진공 상태에서 1400 내지 2700℃ 온도로 소결된다. 낮은 온도는 미분(fine powder)에 사용되고, 높은 온도는 조분(coarse powder)에 사용된다. 필요한 소결 온도는 대응하는 애쉬비 맵(Ashby map)으로부터 알 수 있 다. 피라미드형 홈과 0.5 내지 2mm의 기부 길이를 구비한 매트릭스 펀치의 사용은 특히 바람직하다는 것이 입증되었다.
적합한 텅스텐 재료는 단결정 텅스텐(monocrystalline tungsten)과, 순텅스텐(pure tungsten)과, 규산알루미늄칼륨이 도핑된 텅스텐(aluminium-potassium silicate(APS-)doped W)과, 초고순도(UHP: ultra-high-purity) 텅스텐과, 나노결정체(nanocrystalline) 텅스텐과, 비정질(amorphous) 텅스텐과, 산화물분산강화(ODS: oxide-dispersion strengthened) 텅스텐과, 텅스텐-레늄(W-Re)과, 산화물분산강화 텅스텐-레늄(ODS-W-Re)과, 바람직하게는 0.05 내지 1 체적%의 탄화물, 질화물 및/또는 붕화물 내용물을 구비한 탄화물, 질화물 또는 붕화물 석출 강화 텅스텐 합금이다. 특히 바람직한 특성은 W-1 중량% La2O3로 달성된다. 텅스텐/텅스텐 합금 표면의 세분화된 구조가 바람직하다.
구리 또는 구리 합금으로 제조된 부품은 무산소 고전도성(OFHC: oxygen-free high-conductivity) 구리를 사용하는 융해에 의해 텅스텐 부품에 접합됨이 또한 바람직하다고 입증되었다. 텅스텐과 구리 사이의 적심(wetting)을 향상시키기 위해서는, 텅스텐과 구리 모두에서 용해되거나 이들 재료와 반응하는 금속 부재 또는 합금을 텅스텐 표면에, 예를 들어 도포(coating)함으로써 적용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 니켈(nickel)인 철 금속의 부재/합금이 이러한 목적에 적합하다. 일체 접합은 납땜에 의하여 수행될 수도 있다. 이 경우에는, 구조화된 텅스텐 부품이 구조화되거나 또는 구조화되지 않은 구리 부품에 납땜 결합된다. 여기서 땜납은 구조체의 홈을 충진한다.
또 다른 적합한 접합 방법은 확산 용접이다. 확산 용접은, 예를 들어 열간 정수압 성형(hot isostatic pressing)에 의하여 수행될 수 있다. 이 경우에 구조화된 텅스텐 부품은, 바람직하게는 구조화되지 않은 구리 부품을 구비한 캔(예를 들어, 강으로 제조된)에 배치되고, 100 내지 250MPa의 압력과 개별 구리 재료의 고상선 온도(solidus temperature) 이하인 50 내지 300℃의 온도에서 열간 정수압 성형에 의하여 접합된다. 이 경우에, 구리가 구조체의 홈으로 유입되어서 이 홈을 완전히 충진한다.
본 발명에 따른 공정을 이용함으로써, 특히 주기적인 부하에 뛰어난 가동 특성을 갖는 복합재 부품이 발생한다. 따라서, 본 발명에 따라 제조된 복합재 부품은 핵융합로의 제1벽 부재 또는 제1벽 부재의 부품(예를 들어, 다이버터, 배플)으로 적합하다. 이러한 제1벽 부재의 구조적 강도 및 강성(剛性)을 향상시키기 위하여, 300MPa을 초과하는 강도를 지닌 금속 재료로 제조되는 구조적 부품이 구리 부품에 접합한다. 여기서, 특히 바람직한 금속 재료는 석출 경화 Cu-Cr-Zr, 산화물분산강화 구리 재료 및 오스테나이트강(austenitic steel)이다. 가장 적합한 접합 기술의 선택은 재료 배열의 유형에 달려있다. 구리/구리 또는 구리/강 배열은 브레이징(brazing) 또는 예를 들어 열간 정수압 성형과 같은 확산 결합에 의하여 접합한다. 게다가, 전자빔 용접과 같은 융접(fusion welding) 역시 구리/구리 배열에 적합하다.
본 발명은 아래의 실시예에 보다 자세히 설명하고 있다.
실시예 1
25 x 40 x 10mm의 치수를 가지며 텅스텐으로 제조되는 부품의 접합 표면(25 x 40mm)은 성형 연삭에 의하여 구조화된다. 이는, 텅스텐 표면에 피라미드형 첨단부를 규칙적으로 배치한다. 각 피라미드의 기부는 0.8mm의 측면 길이를 갖는다. 각 피라미드의 높이는 1mm로 선택된다. 피라미드의 선단(tip)은 0.2mm의 측면 길이를 갖는 정사각 평면(square plateau)으로 나타난다. 각각의 피라미드는 다음 피라미드의 측면이 다시 융기할 때까지 0.2mm의 연속적인 영역에 의하여 둘러싸여 있다. 이러한 방식으로 제조된 부품은 구리를 사용하여 실질적으로 백캐스트되고, 이를 위해 25 x 40 x 5mm 치수의 무산소 고전도성(OFHC) 구리판이 진공 상태에서 구리의 용융점 이상으로 가열된다. 액상에 도달하고 그 후 몇 분의 유지시간이 지난 후에, 노(furnace)가 냉각된다. 텅스텐으로 제조되는 부품과 무산소 고전도성(OFHC) 구리로 제조되는 부품을 포함하며 이러한 방식으로 획득된 복합재 부품은, 모든 측면에서 실질적으로 기계 가공된다. 이어서, 24.5 x 39.5 x 12.5mm(텅스텐 두께: 9.5mm, 무산소 고전도성 구리 두께: 3mm)의 치수를 갖는 복합재 부품이 생산된다. 이 복합재 부품은 39.5 x 73.5 x 30mm의 치수를 가진 Cu-Cr-Zr 구조 부품 상에서 실질적으로 조립되는데, 39.5 x 73.5mm의 표면은 복합재 부품과 Cu-Cr-Zr 구조 부품 사이의 접합 표면을 의미한다. 이러한 조립체에 있어서, 복합재 부품과 Cu-Cr-Zr 구조 부품은 강으로 된 캔에 용접되고, 진공처리되고, 밀봉되고, 이어서 900℃/1000bar에서 열간 정수압 성형 공정으로 처리된다. 열간 정수압 성형 공정 이후에, 강 캔이 기계적으로 제거되고 가스 냉각(gas quenching)에 의한 급속 냉각 이후에 열처 리(970℃에서 1/2시간 동안)가 수행된다. 가스 냉각은 1℃/s을 초과하는 냉각률을 달성한다. 이는, Cu-Cr-Zr의 경화가 475℃/3시간의 실질적인 저장으로 달성되도록 한다. 이어서, 이러한 방식으로 제조된 복합재 부품은, 제1벽 부품을 능동 냉각할 수 있게 하기 위하여 최종 기계 가공된다.
실시예 2
25 x 40 x 10mm의 치수를 가지며 W-1 중량% La2O3의 부품은, 전자빔을 사용하여 부품의 접합 표면(25 x 40mm)에서 구조화된다. 이는, 텅스텐 표면에 도 1에 도시된 첨단부 형태의 홈과 첨단부를 생성한다. 구리 부품을 제조하고 접합을 달성하기 위하여, W-1 중량% La2O3로 제조되는 이러한 구조화된 부품은 구리로 백캐스트되고, 이를 위해 25 x 40 x 5mm의 치수를 갖는 무산소 고전도성 구리판이 진공 상태에서 구리의 용융점 이상으로 가열된다. 액상에 도달하고 그 후 몇 분의 유지시간이 지난 후에, 노가 냉각된다. 이러한 방식으로 생산된 복합재 부품은, 모든 측면에서 실질적으로 기계 가공된다(치수: 24.5 x 39.5 x 12.5mm, W-1 중량% La2O3 두께: 9.5mm, 무산소 고전도성 구리 두께: 3mm). 이어서, 제1벽 부재가 실시예 1에 기재된 바와 같이 생산된다.
실시예 3
35 x 50 x 15mm의 치수를 가지며 텅스텐으로 제조되는 부품은 부품의 접합 표면(35 x 50mm) 상에서 매트릭스 압축에 의하여 구조화된다. 4.5㎛의 피셔 본에 따른 입자 크기를 갖는 순텅스텐 분말이 이를 위해 사용된다. 매트릭스 펀치는, 1mm의 높이와 역시 1mm의 측면 길이를 가지며 규칙적으로 배열된 피라미드형 첨단부가 그린 부품의 표면에 생성되는 방식으로 구조화된다. 달성된 그린 부품 상대 밀도는 300MPa의 압축 압력에서 65%이다. 이러한 방식으로 제조된 그린 부품은 수소 분위기 하에서 2400℃의 온도의 소결 공정을 받으며, 이로 인해 95%의 상대 밀도가 발생한다. 그 후에, 25 x 40 x 5mm의 치수를 갖는 부품은 와이어 커팅(wire cutting)에 의하여 소결된 부품으로부터 획득된다(접합 표면: 25 x 40mm). 이러한 방식으로 제조된 부품은 구리 부품을 생산하고 접합을 달성하기 위하여 구리로 백캐스트되는데, 이를 위해 25 x 40 x 5mm의 치수를 갖는 무산소 고전도성 구리판이 진공 상태 하에서 용융점 이상의 온도로 가열된다. 액상에 도달하고 그 후 몇 분의 유지시간이 지난 후에, 노가 냉각된다. 이러한 방식으로 생산된 복합재 부품은, 실질적으로 모든 측면에서 기계 가공된다. 이어서, 제1벽 부재가 실시예 1에 기재된 바와 같이 생산된다.
본 발명에 따른 복합재 부품은 열피로와 관련된 적합한 기능 능력을 발휘하고 저비용으로 제조될 수 있다.

Claims (21)

  1. 텅스텐 또는 텅스텐 함량이 90 중량%를 초과하는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품과, 구리 또는 열전도율이 250 W/mK을 초과하는 구리 합금으로 제조되는 부품을 접합 공정에 의하여 일체로 접합하는 복합재 부품 제조 방법에 있어서,
    텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품은 보다 넓은 표면 영역을 생성하기 위하여 접합 공정 전에 홈 및 첨단부 중 적어도 하나를 도입함으로써 접합 표면 영역에서 구조화되고, 각각의 홈 및 첨단부 중 적어도 하나는 균일한 치수 및 균일한 간격 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    접합 표면의 적어도 10%는 홈 및 첨단부 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품은 빔 공정에 의해 구조화되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    구조체는 100 ㎛ 내지 2 mm의 깊이를 갖는 홈과 100 ㎛ 내지 2 mm의 높이를 갖는 첨단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    구조체는 원뿔형의 홈과 원뿔형의 첨단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품은 전자빔을 사용하여 구조화되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품은 기계 가공에 의하여 구조화되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품은 형상 연삭에 의하여 구조화되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    구조체는 피라미드형 첨단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품은 분말 야금 공정 기술에 의하여 구조화되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    적어도 90 중량%의 텅스텐을 포함하며 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛의 피셔(Fisher)에 따른 입자 크기를 갖는 분말 혼합물이 100 MPa 내지 600 MPa 압력으로 매트릭스 압축에 의하여 압축되고, 매트릭스 펀치가 구조화된 표면을 구비하며, 이어서 그린 부품이 환원 분위기 또는 진공 상태에서 1400 내지 2700 ℃의 온도로 소결되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    매트릭스 펀치는 0.5 내지 2 mm의 기부 길이를 갖는 피라미드형 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  15. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    텅스텐 합금은 W-1 중량% La2O3인 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  16. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    구리 부품은 무산소 고전도성 구리(OFHC copper)로 제조되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  17. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    일체 접합은 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품을 구리 또는 구리 합금과 백캐스팅함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  18. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    일체 접합은 납땜에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  19. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    일체 접합은 확산 용접, 바람직하게는 열간 정수압 성형에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  20. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    복합재 부품은 핵융합로의 제1벽 부재의 부품으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 복합재 부품 제조 방법.
  21. 텅스텐 또는 텅스텐 함량이 90 중량%를 초과하는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품과, 구리 또는 열전도율이 250 W/mK을 초과하는 구리 합금으로 제조되는 부품을 포함하고, 상기 부품들이 접합 공정에 의하여 일체로 접합되는 복합재 부품에 있어서,
    텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 부품은 홈 및 첨단부 중 적어도 하나를 도입함으로써 접합 표면 영역에서 구조화되고, 각각의 홈 및 첨단부 중 적어도 하나는 균일한 치수 및 균일한 간격 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 복합재 부품.
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