[发明专利]水冷却平板层状CuCrZr/OFHC-Cu/CVD-W面向等离子体部件及其制作方法

权利要求书

1.一种水冷却平板层状CuCrZr/OFHC-Cu/CVD-W面向等离子体部件，其特征在于：包括有三层结构，所述的三层结构自下至上依次为热沉、适配层、面向等离子体材料，所述的热沉采用沉淀硬化的CuCrZr合金材料，所述的适配层采用厚度为1-3 mm低氧含量高纯软铜材料OFHC-Cu，所述的面向等离子体材料采用厚度为1-4 mm的化学气相沉积钨涂层CVD-W，所述的热沉中开有通孔作为冷却水通道，冷却水通道中通有循环水。

2.根据权利要求1所述的水冷却平板层状CuCrZr/OFHC-Cu/CVD-W面向等离子体部件，其特征在于：所述的热沉中的冷却水通道的端头焊接有CuCrZr合金材料的接头。

3.根据权利要求1或2所述的水冷却平板层状CuCrZr/OFHC-Cu/CVD-W面向等离子体部件，其特征在于：所述的热沉与冷却水通道的接头的焊接方式可以采用铜银焊、固态扩散焊。

4.根据权利要求1所述的水冷却平板层状CuCrZr/OFHC-Cu/CVD-W面向等离子体部件，其特征在于：所述的适配层与热沉无缺陷连接，连接方式可以采用热等静压焊接、叠层热轧、爆炸焊接。

5.根据权利要求1所述的水冷却平板层状CuCrZr/OFHC-Cu/CVD-W面向等离子体部件，其特征在于：所述的适配层的上表面横向、纵向分别开有多个弧形凹槽构成网格结构。

6.水冷却平板层状CuCrZr/OFHC-Cu/CVD-W面向等离子体部件的制作方法，其特征在于，包括以下内容：

（1）、选用厚度为20mm的高品质CuCrZr合金为热沉材料， 室温抗拉强度＞280 MPa，室温屈服强度＞175 MPa；

（2）、对CuCrZr热沉板材表面电镀厚度为1-3 mm的纯铜，镀液配料为200 g/L的硫酸铜溶液和60 g/L硫酸混合液，电镀温度为15-35 ℃，电流密度控制在2-5 A/dm²,采用移动阴极并对镀液进行不间断搅拌和镀液补充；

（3）、对焊接后的CuCrZr/OFHC-Cu复合板材进行机械加工，包括：依照热工水力设计在CuCrZr热沉中钻孔加工冷却水通道；依照PFC总装设计，预先在CuCrZr热沉上加工接头；切掉OFHC-Cu中剩余部分使其厚度为1.5 mm然后依照 PFC中钨涂层开槽方案的设计和布局，预先在OFHC-Cu表面加工凹槽并对整个表面进行喷砂或激光毛化处理；

（4）、对上述机械加工的CuCrZr/OFHC-Cu复合材进行钨涂层的CVD，沉积温度应该控制在550℃以下，此外，沉积过程中应当堵住冷却水通道端口以避免钨在冷却水通道内部沉积，CVD-W涂层的厚度为3 mm；

（5）、把CVD后的部件与接头和冷却系统进行连接组装。