Thermal annealing effects on microstructure and mechanical properties of the Ta-W-Ta solid phase joints for neutron producing targets of the research nuclear facility “Source of Neutrons”

The paper considers the neutron-producing tantalum-tungsten-tantalum target using a niobium interlayer manu-facturing variant by means of vacuum hot roll bonding for the research nuclear facility “Source of Neutrons”. The metallography results and the Ta-W-Ta solid-phase junction specimens mechanical testing ones obtained by hot roll bonding in vacuum, both immediately after production and after the heat treatment in the temperature range of 900…1300°C after roll bonding, are presented. The influence of thermal annealing on the interaction nature of the clad layers with each other and with the core tungsten material of the Ta-W-Ta solid-phase junctions with Nb inter-layers obtained by vacuum hot roll bonding has been studied.Розглянуто варіант виготовлення нейтроноутворюючої мішені тантал-вольфрам-тантал з використанням прошарку ніобію методом гарячої вакуумної прокатки стосовно дослідницької ядерної установки «Джерело нейтронів». Представлені результати металографії та механічних випробувань зразків твердофазних з’єднань Ta-W-Ta, отриманих гарячою прокаткою у вакуумі як безпосередньо після отримання, так і термооброблених у діапазоні температур 900…1300°C після прокатки. Вивчено вплив температурного відпалювання на характер взаємодії плакованих шарів між собою та з матеріалом вольфрамового сердечника у твердофазних з’єднаннях Ta-W-Ta з прошарками Nb, які отримані методом гарячої прокатки у вакуумі.Рассмотрен вариант изготовления нейтронообразующей мишени тантал-вольфрам-тантал с использованием прослойки ниобия методом горячей вакуумной прокатки применительно для исследовательской ядерной установки «Источник нейтронов». Представлены результаты металлографии и механических испытаний образцов твердофазных соединений Ta-W-Ta, полученных горячей прокаткой в вакууме как непосредственно после получения, так и термообработанных в диапазоне температур 900…1300°C после прокатки. Изучено влияние температурного отжига на характер взаимодействия плакированных слоев между собой и с материалом вольфрамового сердечника в твердофазных соединениях Ta-W-Ta с прослойками Nb, полученных методом горячей прокатки в вакууме

The deformation value effect on the Ta-W-Ta solid-phase junction nature with intermediate Ti (titanium) interlayers for the neutron-producing target of the neutron source

The paper presents the quality studies results of the Ta-W-Ta solid phase junctions with Ti interlayers obtained by hot roll bonding in vacuum, that determine the work suitability in the form of neutron producing targets at the research nuclear facility ‘Source of Neutrons’. It is shown the layers mutual penetration level of the Ta-W-Ta solid-phase junction with Ti interlayers which provides a high level of clad layers adhesion when using the hot vacuum roll bonding method. The deformation parameters necessary both for the solid phase bond occurrence and for the reliable solid-phase junction formation of tantalum and tungsten refractory metals layers through a titanium interlayer, with a joint strength exceeding the value of a less durable material are determined. The possibility of chemical vapor deposition (CVD) method using for side faces coating of targets was studied.Представлено результати досліджень якості твердофазних з’єднань Ta-W-Ta з прошарками Ti, отриманих методом гарячої прокатки у вакуумі, що визначають придатність до роботи у вигляді нейтронно-утворюючих мішеней на дослідній ядерній установці “Джерело Нейтронів”. Показано ступінь взаємного проникнення шарів твердофазного з’єднання Ta-W-Ta з прошарками Ti, що забезпечує високий рівень адгезії плакованих шарів при використанні методу гарячої вакуумної прокатки. Визначено параметри деформації, необхідні як для виникнення твердофазного зв’язку, так і для утворення надійного твердофазного з’єднання шарів тугоплавких металів танталу та вольфраму через титановий прошарок, з міцністю з'єднання, що перевищує значення менш міцного матеріалу. Вивчено можливість використання способу хімічного газофазного осадження (ХГО) для покриття бічних граней мішеней.Представлены результаты исследований качества твердофазных соединений Ta-W-Ta с прослойками Ti, полученных методом горячей прокатки в вакууме, определяющие пригодность к работе в виде нейтронно-образующих мишеней на исследовательской ядерной установки «Источник Нейтронов». Показана степень взаимного проникновения слоёв твердофазного соединения Ta-W-Ta с прослойками Ti, обеспечивающая высокий уровень адгезии плакированных слоёв при использовании метода горячей вакуумной прокатки. Определены параметры деформации необходимые как для возникновения твердофазной связи, так и для образования надёжного твердофазного соединения слоёв тугоплавких металлов тантала и вольфрама через титановую прослойку, с прочностью соединения, превышающей значение менее прочного материала. Изучена возможность использования способа химического газофазного осаждения (ХГО) для покрытия боковых граней мишеней