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深圳大学王兴立教授攻克核聚变第一壁难题,其成果已通过客户验收,具备初步商业化能力丨多维同行者

2026-05-24 08:03:22

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在可控核聚变商业化进程加速的关键节点，深圳大学物理与光电工程学院王兴立副教授团队率先突破了聚变堆“第一壁”这一国际公认的核心技术瓶颈——基于自主研发的爆炸喷涂工艺，团队已成功完成中国科学院合肥物质科学研究院委托的包层第一壁测试模块研制任务，所有交付件通过第三方权威测试并顺利验收，标志着该技术已从实验室研究正式迈入产业验证阶段，具备初步商业化量产能力。多维资本担任本轮独家财务顾问。

一、战略赛道：可控核聚变进入商业化冲刺阶段

核聚变被誉为人类的201c终极能源201d，其商业化进程正加速推进。全球多个国家和顶尖科技企业持续加大投入，中国亦将聚变堆建设列为国家重大战略布局。在这一宏观背景下，聚变堆配套材料与部件的国产化、工程化，成为制约整条产业链落地的关键卡口。

第一壁，是聚变堆内壁中直面高温等离子体的最前线部件，需长期承受高热负荷、高能粒子轰击与强中子辐照的三重极端考验。目前国际公认钨是最适合的第一壁铠甲材料，但钨与钢结构件的大面积、高可靠连接，以及堆内原位修复能力的实现，始终是可控核聚变工程化的“最硬骨头”之一。同时为了实现核聚变装置发电的最终目的，目前实验堆的百万级温度尚不能输出高能量电能，将提高温度到亿级之后，钨第一壁作为业内公认最佳技术方案将引来万亿级制造和修复市场；正因如此，业界普遍认为第一壁材料与部件的研发是当前聚变堆建设最关键的工程难题之一——谁率先攻克，谁就掌握了进入这一万亿赛道的核心门票。

图：包层第一壁在聚变堆中面临极端服役工况

二、技术突破：爆炸喷涂一步实现钨制备与钨-钢连接

王兴立团队另辟蹊径，采用爆炸喷涂技术，将钨涂层制备与钨-钢连接两道工序合并为一步完成，从根本上颠覆了传统焊接"粉末冶金制钨 + 机加工钨片 + 钨钢焊接"的复杂工艺路线，大幅简化制备流程，显著提升了生产效率与经济性。

团队已形成两条成熟技术路线：

钨/铁/钢第一壁结构路线：引入低中子活化纯铁中间层，解决钨-钢直接连接热膨胀失配难题，完成小批量试制，并通过ITER（国际热核聚变实验堆）标准下1000次1 MW/m²稳态高热负荷疲劳测试，在国际上处于领先地位。

钨-钢功能梯度第一壁结构路线：利用喷雾干燥造粒与爆炸喷涂结合，制备出成分结构与预期一致的钨-钢功能梯度层，整体结合强度显著增强，耐高热负荷冲击性能更为卓越，代表未来量产升级方向。

关键技术指标全面达标：钨涂层孔隙率<1%，结合强度>50 MPa，硬度870HV0.1，无氧杂质检出，钨涂层厚度与中间层厚度均达毫米级工程尺度，另涵盖耐高热负荷疲劳性能、界面无损探伤缺陷面积等全套验收指标。

三、产业验证：通过权威第三方测试，完成合同验收

这不是一项停留在论文层面的技术。2024年，深圳大学王兴立团队接受中国科学院合肥物质科学研究院正式委托，承担包层第一壁测试模块研制项目。这一委托本身，即是顶尖国家级科研机构对该团队技术成熟度的高度认可。

经过严格研发与生产流程，交付的钨/中间层/钢基底结构第一壁试样与测试样件，通过独立第三方机构全面测试验证，所有验收指标均达标，在评审专家的鉴定下合同顺利通过验收。这标志着该技术已完成从"实验室可行"到"工程可交付"的关键跨越，具备面向真实聚变堆工程需求的产品化输出能力——产业验证完成，合同验收通过，初步商业化量产条件已经具备。

四、竞争优势：国际比较中的显著领先

与国际主流技术路线相比，王兴立团队的爆炸喷涂方案展现出全面优势：

对比德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）发展、被欧洲寄予厚望的真空等离子喷涂（VPS）路线，爆炸喷涂在钨涂层致密度、氧杂质含量、结合强度等综合性能指标上表现更优，且无需特定真空作业工况，生产条件更为灵活、成本更低，具备规模化量产的天然优势。

在国内，同等技术路线尚无成熟竞争者，团队已掌握从材料制备到部件成型的全链条自主技术，并积累了包含发明专利在内的完整知识产权体系。

五、商业化前景：三大应用场景，万亿级市场空间

随着国内聚变堆建设进程持续推进，第一壁部件的国产化需求将迎来快速爆发。王兴立团队的技术已明确锁定两大核心应用场景：

聚变堆（包层）第一壁部件批量供货：覆盖装置建设阶段对钨铠甲结构件的大规模采购需求，是最直接的商业化切入点。

堆内第一壁表面损伤原位修复：聚变堆在长期运行中不可避免产生壁面损伤，爆炸喷涂工艺的灵活性使其具备独特的堆内原位修复潜力，该场景将在装置运营阶段持续产生需求。

当前，该技术已具备开展成果转化及应用的初步条件，融资将主要用于加速产线建设、扩大样件生产能力，以及推进与核聚变主机单位的深度战略合作。

六、团队背景：核聚变工程领域深厚积淀

王兴立，中国科学技术大学（中国科学院等离子体物理研究所）核聚变工程方向博士，深圳大学物理与光电工程学院副教授、硕士生导师，深圳大学—中国科学院等离子体物理研究所联合实验室执行主任。

图：王教授出席国际核聚变堆材料大会并交流第一壁研究进展

长期深耕聚变工程技术核心领域，研究方向涵盖面向等离子体部件状态监测、壁材料研制、结构设计与性能仿真、核材料辐照损伤等全链条方向。近年依托等离子喷涂、爆炸喷涂、等离子体熔覆增材等先进表面技术，在聚变堆第一壁研制方面取得系列突破性成果。

团队已在Surface & Coatings Technology、Journal of Nuclear Materials、Nuclear Materials and Energy等国际顶级期刊发表论文三十余篇，授权发明专利3项，主持及参与国家重点研发计划、国家自然科学基金及省市科研项目十余项，科研体系完善、成果转化路径清晰。

可控核聚变，正在从“50年后的梦想”加速变为“10年内的现实”。在这场能源革命的关键节点，王兴立团队已凭借完整的产业验证与自主技术体系，在最核心的第一壁赛道率先立足。这不仅是一次技术突破，更是一次面向聚变能商业化的产业卡位——时机、技术与团队，三者已然齐备。

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