Ultrafine-grained W-5wt.% Cr-5wt.% Y (W5C5Y) alloy was prepared by the spark plasma sintering method. Investigation of the microstructure showed that the grain growth was suppressed by the addition of Cr and Y. They not only enhance the density of sintered materials, but also purify and strengthen the grain boundaries through the second-phase particles formed by the reaction with free O. Ultrafine-grained W5C5Y exhibits ultrahigh hardness, which is much higher than that of ITER-grade W. It also shows high thermal stability even at the annealing temperatures of 1000 °C and 1100 °C, and exhibits higher irradiation resistance compared with ITER-grade W.
超微細粒W-5wt.% Cr-5wt.% Y（W5C5Y）合金を放電プラズマ焼結法により作製した。微細組織の調査により、CrおよびYの添加によって粒成長が抑制されることが明らかになった。これらは焼結体の密度を向上させるだけでなく、遊離酸素との反応によって形成される第二相粒子を介して粒界を浄化し、強化する。超微細粒W5C5Yは超高硬度を示し、その硬度はITER規格Wよりもはるかに高い。また、1000 °Cおよび1100 °Cの焼鈍温度においても高い熱安定性を示し、ITER規格Wと比較して優れた照射耐性を発揮する。