核聚变包层是聚变反应堆的核心部件之一，它环绕在高温等离子体周围，承担着多重关键功能。而包层结构材料则是”构成包层骨架、承受极端环境挑战的“骨骼”和“铠甲”，其性能直接决定了聚变堆的可行性、安全性和经济性。来自四川的一家民营企业——四川远方高新装备零部件股份有限公司(简称“远方装备”)，目前已成为包层结构材料“中国方案”的工程化制备核心供应商。
一、聚变商业化关键：氚增殖与自持技术及ITER TBM中国方案
氚作为聚变反应堆的主要燃料之一，单堆(以1GW聚变功率计算)年消耗量高达数十千克，现有产量(主要来源于CANDU堆)远远无法满足需求，同时氚的制备难度大且造价昂贵。因此，为降低聚变反应堆的总体成本，更大程度地满足未来商用需求，如何实现氚增殖与氚自持便成为聚变堆核心技术之一。
产氚包层在聚变堆型中承担了增殖氚燃料、提取聚变能、辐射屏蔽等功能，以补充聚变堆内消耗的氚，维持聚变堆的持续稳定运行，是聚变工程实验堆、示范堆和商用聚变电站的核心部件，也是聚变能源能否实现商业化应用的关键。
以ITER项目为例，现有的ITER TBM(实验包层)主要包括欧盟、中国和日本3家方案：
欧盟：WCLL(Water‑Cooled Lithium‑Lead)方案，2022年取代了HCLL方案;与此同时，目前还在开发HCPB(Helium‑Cooled Pebble‑Bed)方案。
日本：WCCB(Water‑Cooled Ceramic Breeder)方案。
中国：HCCB(Helium‑Cooled Ceramic Breeder)方案。
中国提出的HCCB TBM设计方案中，是以高温高压氦气为冷却剂、正硅酸锂(Li4SiO4)陶瓷球床为氚增殖剂、金属铍球床为中子倍增剂、低活化铁素体/马氏体钢(RAFMs)为结构材料;整体结构为带有冷却通道的箱体结构，由4个子模块构成和连接子模块的大后板组成;每个子模块由第一壁、冷却板、氚增殖球床、中子倍增球床、盖板等结构组成。
二、国产CLF-1材料：5吨级量产能力，综合性能领先日欧
核聚变堆包层结构材料，位于等离子体区域的外围，紧邻第一壁之后，其核心作用是在极端恶劣的环境下(高中子通量、高温、高热负荷、复杂应力等等)支撑氚增殖剂、引导冷却剂、承受各种载荷、提供辐射屏蔽，并确保包层各项功能(产氚、能量提取、屏蔽)的可靠实现。
包层结构候选材料通常包括316L、钒基合金/碳化硅(SiC)复合材料、ODS钢等，而低活性铁素体/马氏体钢(RAFMs)因其具有优异的力学性能和热物理性能，低中子活化，较低的韧脆转变温度(DBTT)与液态金属相容性好，较好的抗辐照蠕变、抗辐照损伤与抗疲劳能力等优点，被公认为目前最成熟、最主流的包层候选结构材料。国内在包层结构材料研发部分，针对HCCB TBM开发了两种候选材料：即CLF-1钢和CLAM钢，目前两种候选结构材料均已实现5000kg级的工业生产。
国际上对低活性铁素体/马氏体钢已经进行了多年的研究并取得了很多重要的进展，欧洲的EUROFER97和日本的F82H已完成了工业化制作及性能评价。相关研究数据表明，CLF-1材料不仅能够满足其作为聚变堆结构材料的低活性要求，满足其物理性能，力学性能等要求，并且在综合性能上领先国际同类材料。与日本F82H相比，在15dpa辐照剂量下，CLF-1钢的辐照肿胀率从3.2%降至1.8%，抗辐照性能提升44%;在600℃高温环境中，其蠕变断裂寿命延长2.3倍，热导率提高12%，有效解决了传统结构材料在高温、强辐照下的性能衰退难题。CLF-1钢作为我国自主研发的第四代低活化铁素体/马氏体钢，也标志着我国在核聚变材料领域实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。
三、深耕特种钢新材料：远方装备参与核聚变的十年
远方装备(832538.NQ)成立于1998年，位于中国特种钢材产业集聚中心城市——四川江油。公司前身是四川远方机械装备制造有限公司，专注极端要求条件使用的特种钢新材料及装备研发、制造和销售，为客户在专业领域提供一个完整及领先的高端装备零部件及新材料的“整体解决方案”。
远方装备依托20余年自主研发的特种钢技术积淀，研发制造涵盖能源、化工、冶金机械、矿石采掘、核电和军工舰船等诸多行业领域的各式特殊钢先进装备和零部件产品。其参与CLF-1钢工程化制备历程大致包括：
自2003年开始，核工业西南物理研究院(简称“西物院”)开始进行CLF-1钢的研究，负责材料总体设计工作，通过小锭型的熔炼确定了合金成分及技术性能要求，并建立了一套完善的性能测试体系。
2015年，远方装备与西物院签署战略合作协议，并在中国科学院金属研究所等机构的帮助下，承担CLF-1钢工程化制备任务，正式参与了核聚变项目。
2018年，远方装备与西物院携手举办“热核聚变示范堆材料工业化生产科技成果验收发布会”，标志着第一阶段试制工作完成，并签署第二阶段合作协议。
2022年，“CLF-1工程化制备5吨级特钢铸锭项目”经四川省科技协同创新促进会评价为“国际领先”水平，并承担2022年度四川省科技重大专项。
除了CLF-1钢外，远方装备还曾经在2023年承担中国科学院合肥物质科学研究院5吨级CLAM核聚变包层结构钢候选材料工程化制备研发任务，并取得成功。2025年，在西物院的指导下，远方装备已经启动核聚变包层材料二代产品——10吨级CLF-1材料工程化制备的研发任务。
当前，CLF-1钢的优异性能正逐步从核聚变拓展至其他高端装备领域，前景广阔。在先进核裂变反应堆中，其抗辐照特性使反应堆压力容器的设计寿命从40年延长至60年;在航空航天领域，经表面纳米化处理的CLF-1钢部件，高温抗氧化性能提升50%，已应用于新一代发动机热端部件测试。
