钨(W)及其合金因其优异的性能被选为最有应用前景的面向等离子体候选材料,然而钨及其合金存在低温脆性、韧脆转变温度高和辐照脆化等问题。本研究采用机械球磨结合放电等离子体烧结技术(SPS)制备稀土改性的W基复合材料,研究了稀土Lu添加量对钨基复合材料组织结构和性能影响;研究了W-Lu复合材料的抗瞬态激光束热冲击性能和抗氘滞留性能。主要研究结果如下:(1)W-Lu复合材料的相对密度随Lu含量的增加而先增加后略微降低,复合材料的显微硬度显著提高。W-Lu样品晶粒尺寸细化效果显著,由纯W的10μm减少至2-3μm。W-Lu复合材料中的第二相均匀地分布于W晶界处,起到细化晶粒和弥散强化的效果。W-Lu复合材料的断裂方式由纯W的沿晶断裂转变为沿晶-穿晶混合型断裂。(2)高能瞬态激光冲击后,材料表面产生了裂纹、孔洞、溅射、氧化物、烧蚀、熔化及再结晶等缺陷和特征。W-2%Lu和W-5%Lu样品的损伤程度较低。低熔点第二相的熔化有利于吸收冲击中心区域的高能量从而保护基体,减小W的损伤程度,但易产生溅射。Lu含量过多造成性能下降,W-10%Lu损伤程度较大,仅次于纯W。适量Lu的添加显著改善了W的抗热冲击性能,提高了W在热负荷下的开裂阈值和熔化阈值。(3)适量Lu元素掺杂有利于提高W基材料的抗氘滞留性能。W中的D滞留量随着Lu含量的增加先降低后增加。W-5%Lu样品的D滞留量最低。He离子辐照使材料内部产生新的D捕获缺陷类型,显著增加了W-5%Lu样品的氘滞留量。高能量的重Fe离子辐照使得W中位错密度增加,显著提高了W中的D滞留量。