在聚变反应堆之中第一壁材料具有非常重要的职责，不仅要负责吸收聚变能量并传导出来，还需要保护结构材料和各类元器件免受各种辐照的危害，同时还要避免反应原料氘和氚在材料中的滞留。钨由于其高熔点、高导热率、高耐辐照性能以及不与氘氚反应的特点而成为最有前景的第一壁材料，但是钨基材料的本征脆性极大地限制了其在高温热冲击条件下的应用，因而解决钨基材料的脆性问题对于加快聚变堆的研究进程具有非常重要的意义。本课题主要对放电等离子体烧结的钨基复合材料进行了研究，具体为采用钨纤维、钨层片、钽颗粒这三种外加增韧相或是它们的复合对钨基体进行强韧化研究，并研究了不同复合情况下界面涂层的制备工艺及其对复合材料的影响。　　在钨基自复合材料的研究中，使用纯钨制备的钨纤维和钨片对粉末烧结的钨基体进行复合强化。研究发现钨纤维预制的200目钨网和轧制钨片在复合的过程中并不会阻碍钨基体的致密化进程，无论是纤维还是层片复合均可以提高钨材料的强度，在层片复合中当轧制钨片与钨粉比例达到1:1时具有最高的强度，同时纤维与层片两种复合强化机制可以同时发生作用，共同增加钨基材料性能。相同复合相体积时，纤维复合的效率高于层片复合。　　通过磁控溅射在钨纤维表面制备了1μm的TiN涂层以及200nm的TiN/Ti复合涂层，研究发现对于TiN/Ti复合涂层，当单层TiN厚7nm，Ti厚3nm时复合涂层具有最佳的力学性能，达7.25GPa，优于纯TiN涂层5.99GPa的硬度。通过电弧离子镀制备了1μm的TiN涂层，电弧离子镀制备涂层的硬度达33GPa，远高于磁控溅射涂层，但是受到较为严重的大颗粒污染。对含界面涂层的纤维复合材料进行研究发现，磁控溅射的TiN/Ti多层复合涂层和TiN涂层在烧结过程中均被部分破坏，高温下的熔化是TiN/Ti复合涂层被破坏的主要原因，烧结过程中的压力是TiN涂层被破坏的主要原因，两种样品性能相当，均优于无界面涂层的样品；电弧离子镀的TiN涂层在烧结过程中保持良好，也具有最佳的力学性能。　　在钨钽两相粉末复合材料的研究中，采用钨粉和钽粉混合烧结，研究了不同的钨粉尺寸和复合相比例对复合材料性能的影响，发现当钨粉为20μm或80μm时复合材料具有“钨-扩散层-钽”的结构，通过位错在钽或扩散层中的萌发和扩展，复合材料中钨的失效方式从晶界脱粘转变为了解理断裂。20μm钨粉制备的复合材料具有最佳的力学性能，20μm和80μm钨粉制备的复合材料均在钽含量达40vt％时获得了最佳的力学性能，300nm钨粉制备的复合材料的性能一般要劣于纯钨样品。80μm与20μm钨粉末表面使用溶胶凝胶制备的TiN涂层在烧结过程中可以有效阻碍钨钽之间的元素扩散，但是涂层本身在烧结过程中被破坏了。溶胶凝胶制备TiN涂层的过程会导致20μm以及300nm的钨粉团聚，同时还会引入一定的杂质，导致材料性能的降低。