AbstractMock-ups for high heat flux components with beryllium and CFC armour materials have been tested by means of the electron beam facility JUDITH. The experiments concerned screening tests to evaluate heat removal efficiency and thermal fatigue tests. CFC monoblocks attached to DS-Cu (Glidcop Al25) and CuCrZr tubes by active metal casting and Ti brazing showed the best thermal fatigue behaviour. They survived more than 1000 cycles at heat loads up to 25 MW m−2 without any indication of failure. Operational limits are given only by the surface temperature on the CFC tiles. Most of the beryllium mock-ups were of the flat tile type. Joining techniques were brazing, hot isostatic pressing (HIP) and diffusion bonding. HIPed and diffusion bonded Be/Cu modules have not yet reached the standards for application in high heat flux components. The limit of this production method is reached for heat loads of approximately 5 MW m−2. Brazing with and without silver seems to be a more robust solution. A flat tile mock-up with CuMnSnCe braze was loaded at 5.4 MW m−2 for 1000 cycles without damage. The first test with a beryllium monoblock joined to a CuCrZr tube by means of Incusil brazing shows promising results; it survived 1000 cycles at 4.5 MW m−2 without failure.
ベリリウムおよびCFCアーマー材料を用いた高熱流束部品用モックアップが、電子ビーム施設JUDITHによって試験された。実験は、除熱効率を評価するためのスクリーニング試験と熱疲労試験に関するものであった。DS-Cu(Glidcop Al25)管およびCuCrZr管に活性金属鋳造とTiろう付けによって接合されたCFCモノブロックは、最も優れた熱疲労挙動を示した。それらは、最大25 MW m−2の熱負荷において、故障の兆候を一切示さずに1000サイクル以上耐えた。運転限界は、CFCタイルの表面温度によってのみ決定される。ベリリウムモックアップのほとんどはフラットタイル型であった。接合技術は、ろう付け、熱間静水圧加圧(HIP)、および拡散接合であった。HIP処理および拡散接合されたBe/Cuモジュールは、高熱流束部品への適用基準にはまだ達していない。この製造方法の限界は、約5 MW m−2の熱負荷で到達される。銀入りおよび銀なしのろう付けは、より堅牢な解決策であると思われる。CuMnSnCeろう材を用いたフラットタイルモックアップは、5.4 MW m−2で1000サイクルの負荷を受け、損傷はなかった。Incusilろう付けによってCuCrZr管に接合されたベリリウムモノブロックを用いた最初の試験は、有望な結果を示している。それは4.5 MW m−2で1000サイクルを故障なしに耐えた。