钨在未来的核聚变反应堆中已被证实为一种面向等离子体的材料，但现有的商业钨材料由于其粗粒粗糙、韧性低，不能满足极高的热负荷环境。本文采用纳米原位复合材料的方法制备了细粒度的W-Y₂O₃材料。分析了其微观结构、力学性能和加固机理。同时，系统地研究了添加Y₂O₃含量对其性能的影响。此外，还研究了W-Y₂O₃复合材料在瞬态高温载荷下的损伤行为和失效机理。结果表明，得到了非常细且均匀的微观结构，平均W粒径约为1.7 um，随着Y₂O₃含量的增加而增加，而尺寸为80-150 nm的Y₂O₃颗粒均匀分散在W基质中。值得注意的是，通过形成(Y，W)O复合材料，观察到Y₂O₃与W基质之间的相干关系，提高了W基质与Y₂O₃陶瓷相之间的界面相容性。因此，纳米原位复合材料产生了细粒度增强、分散增强和相干增强的协同效应，对增强W的力学性能发挥了有效的作用。RT下最大抗拉强度和伸长率约为520 MPa和1.5%，400 °C下最大伸长率分别为415 MPa和8.3%。此外，高热负荷试验表明，纳米原位复合材料W-Y₂O₃材料具有优异的高耐热冲击性能，可承受600 MW/m²的热冲击，无任何裂纹，明显优于传统的商业钨价值。