一种抗核辐射复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种可较好地防护高能量中子和γ射线的抗核辐射复合材料，包括：一对不锈钢基材，其一侧表面上设置有至少两层可防护高能量中子涂层，另一侧表面上设置有至少一层可防护γ射线涂层，形成抗核辐射板，所述的可防护高能量中子的涂层中，最内侧的涂层中包括：40～70重量份的铝基金属、20～40重量份的碳化硼和10～20重量份的氧化钐，最外侧的涂层中包括30～70重量份的铝基金属、20～50重量份的三氟化铝和10～20重量份的氢化锆，这一对抗核辐射板通过设置有可防护γ射线涂层的一侧背对背复合在一起。该复合材料可广泛地用于制作各种核辐射防护设备。

An anti nuclear radiation composite material

The invention discloses a composite material, radiation can be better protection of high energy neutron and gamma ray anti nuclear comprises a pair of stainless steel substrate, set it on one side surface of at least two layer can prevent the high energy neutron coating, the other side surface is provided with at least one layer of protective coating of gamma ray, the formation of anti nuclear the radiation plate, the protective coating of the high energy neutrons, including the inside of the coating: samarium oxide 40 to 70 parts by weight of aluminum based metal, 20 to 40 parts by weight of boron carbide and 10 to 20 parts by weight of the outer coating comprises 30 to 70 parts by weight of aluminum base metal, 20 to 50 parts by weight of three aluminum fluoride and 10 to 20 parts by weight of zirconium hydride, this one against nuclear radiation plate through is arranged on one side of the protective coating of gamma ray back together. The composite material can be widely used for making various nuclear radiation protection equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种抗核辐射复合材料
本专利技术涉及到一种复合材料，尤其涉及到一种抗核辐射复合材料。
技术介绍
业内人士都知道，传统的抗核辐射材料通常包括铅、镉等重金属。由于铅和镉的比重较大，使得由其制备得到的抗辐射设备非常笨重，更主要的是铅和镉都是有毒物质，在生产过程中不但会污染环境，还会对操作工人的身体造成伤害。除此之外，由于辐射的种类比较多，铅和镉对γ射线具有较好的防护能力，但是对高能量中子的防护能力却较弱。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种可较好地防护高能量中子和γ射线的抗核辐射复合材料。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种抗核辐射复合材料，包括：一对不锈钢基材，每个不锈钢基材的一侧表面上设置有至少两层可防护高能量中子涂层，每个不锈钢基材的另一侧表面上设置有至少一层可防护γ射线涂层，形成抗核辐射板，所述的至少两层可防护高能量中子涂层中，最内侧的涂层中包括：40～70重量份的铝基金属、20～40重量份的碳化硼、以及10～20重量份的氧化钐，最外侧的涂层中包括：30～70重量份的铝基金属、20～50重量份的三氟化铝和10～20重量份的氢化锆；所述的可防护γ射线涂层中，包括21～21.8重量份的白料、21～21.8重量份的黑料、60～120重量份的屏蔽填料；所述的屏蔽填料为氧化铅、氧化铋、金属钨粉末中的一种或几种混合物；所述的白料包括：20重量份的多元醇、0.3～0.5重量份的复合催化剂、0.4～0.6重量份的发泡剂、0.1～0.3重量份的泡沫稳定剂和0.2～0.4重量份的蒸馏水；所述的黑料包括：0～10重量份的二苯甲烷二异氰酸酯和10～21.8重量份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯；这一对抗核辐射板通过设置有可防护γ射线涂层的一侧背对背复合在一起。作为一种优选方案，在所述的一种抗核辐射复合材料中，所述的多元醇优选硬泡聚醚多元醇4110、硬泡聚醚多元醇403、聚氧化丙烯多元醇N-303、聚醚多元醇204中的一种或两种以上的混合物。作为一种优选方案，在所述的一种抗核辐射复合材料中，所述的复合催化剂优选环已胺、辛酸亚锡、五甲基二亚乙基三胺、三亚乙基二胺、三甲基羟乙基双氨乙基醚、二甲氨基乙基醚、二丁基锡二月桂酸酯中的一种或两种以上的混合物。作为一种优选方案，在所述的一种抗核辐射复合材料中，所述的发泡剂为二氯氟乙烷、五氟丙烷和环戊烷的一种或两种以上混合物。作为一种优选方案，在所述的一种抗核辐射复合材料中，所述的泡沫稳定剂为二甲基硅油。作为一种优选方案，在所述的一种抗核辐射复合材料中，所述的可防护高能量中子涂层有两层，通过喷涂的方法复合在不锈钢基材上，具体步骤为：1)将所述重量份的铝基金属粉末、碳化硼粉末和氧化钐粉末混合均匀，作为内层喷涂粉末，其中，所述铝基金属粉末的粒径控制在1～50微米之间，所述碳化硼粉末的粒径控制在1～75微米之间，所述氧化钐粉末的粒径控制在1～25微米之间；2)将所述重量份的铝基金属粉末、三氟化铝粉末和氢化锆粉末混合均匀，作为外层喷涂粉末，其中，所述铝基金属粉末的粒径控制在1～50微米之间，所述三氟化铝粉末的粒径控制在20～75微米之间，所述氢化锆粉末的粒径控制10～75微米之间；3)对不锈钢表面进行清洗和喷砂粗化处理；4)采用氮气或氦气作为运载气体，将内层喷涂粉末沿着喷口的轴线方向加入喷枪对不锈钢表面进行喷涂，形成可防护高能量中子内侧涂层，喷涂时，将所述运载气体的压力控制在2～4.0MPa之间，将所述运载气体的温度控制在400～600℃之间，将所述运载气体的流速控制在300～1200米/秒之间。5)采用氮气或氦气作为运载气体，将外层喷涂粉末沿着喷口的轴线方向加入喷枪对可防护高能量中子内侧涂层进行喷涂，形成可防护高能量中子外侧涂层，喷涂时，将所述运载气体的压力控制在2～4.0MPa之间，将所述运载气体的温度控制在400～600℃之间，将所述运载气体的流速控制在300～1200米/秒之间本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将一侧表面设置有可防护高能量中子涂层、另一面设置有可防护γ射线涂层的两块抗核辐射板背对背复合在一起，使得其防护高能量中子和γ射线的能力得到了大幅度的提高。该抗核辐射复合材料可广泛地用于制作各种核辐射防护设备。此外，可防护高能量中子涂层的化学成分和显微组织结构可与原材料保持一致，基本不存在氧化、合金成分烧损和晶粒长大等现象；喷涂残余应力较低，且均为压应力降低涂层厚度限制；喷涂结合层强度较高，可达到100MPa以上，能够满足航空、航天等领域负荷和长寿命的要求；而且，涂层致密、气孔少，致密度可达到98％以上。附图说明图1是本专利技术所述抗核辐射复合材料的另一种结构示意图。图中的附图标记为：1、不锈钢基材，2、可防护γ射线涂层，3、可防护高能量中子内侧涂层，4、可防护高能量中子外侧涂层。具体实施方式下面结合附图，详细描述本专利技术所述的一种抗核辐射复合材料的具体实施方案。如图1所示，本专利技术所述的一种抗核辐射复合材料，包括：一对不锈钢基材1，每个不锈钢基材1的一侧表面上设置有两层可防护高能量中子涂层，内侧为可防护高能量中子内侧涂层3，外侧为可防护高能量中子外侧涂层4，每个不锈钢基材1的另一侧表面上设置有一层可防护γ射线涂层2，从而形成抗核辐射板，所述可防护高能量中子内侧涂层3中包括：40～70重量份的铝基金属、20～40重量份的碳化硼和10～20重量份的氧化钐，所述可防护高能量中子外侧涂层4中包括：30～70重量份的铝基金属、20～50重量份的三氟化铝和10～20重量份的氢化锆，这一抗核辐射板通过设置有可防护γ射线涂层2的一侧背对背复合在一起；在本实施例中，所述的可防护γ射线涂层2中，包括：21～21.8重量份的白料、21～21.8重量份的黑料、60～120重量份的屏蔽填料；所述的屏蔽填料为氧化铅、氧化铋、金属钨粉末其中一种或几种混合物；所述的黑料包括：0～10重量份的二苯甲烷二异氰酸酯和10～21.8重量份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯；所述的白料包括有：20重量份的多元醇、0.3～0.5重量份的复合催化剂、0.4～0.6重量份的发泡剂、0.1～0.3重量份的泡沫稳定剂和0.2～0.4重量份的蒸馏水；所述的多元醇优选硬泡聚醚多元醇4110、硬泡聚醚多元醇403、聚氧化丙烯多元醇N-303、聚醚多元醇204中的一种或两种以上的混合物；所述的复合催化剂优选环已胺、辛酸亚锡、五甲基二亚乙基三胺、三亚乙基二胺、三甲基羟乙基双氨乙基醚、二甲氨基乙基醚、二丁基锡二月桂酸酯中的一种或两种以上的混合物；所述的发泡剂为二氯氟乙烷、五氟丙烷和环戊烷的一种或两种以上混合物；所述的泡沫稳定剂为二甲基硅油。所述的可防护高能量中子内侧涂层3和所述的可防护高能量中子外侧涂层4可通过喷涂的方法复合在不锈钢基材1上，具体步骤为：1)将400～700克的铝基金属粉末、200～400克的碳化硼粉末和100～200克的氧化钐粉末混合均匀，作为内层喷涂粉末，其中，所述铝基金属粉末的粒径控制在1～50微米之间，所述碳化硼粉末的粒径控制在1～75微米之间，所述氧化钐粉末的粒径控制在1～25微米之间；2)将300～700克的铝基金属粉末、200～500克的三氟化铝粉末和100～200克的氢化锆粉末混合均匀，作为外层喷涂粉末，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗核辐射复合材料，包括：一对不锈钢基材，其特征在于：每个不锈钢基材的一侧表面上设置有至少两层可防护高能量中子涂层，每个不锈钢基材的另一侧表面上设置有至少一层可防护γ射线涂层，形成抗核辐射板，所述的至少两层可防护高能量中子涂层中，最内侧的涂层中包括：40～70重量份的铝基金属、20～40重量份的碳化硼、以及10～20重量份的氧化钐，最外侧的涂层中包括：30～70重量份的铝基金属、20～50重量份的三氟化铝和10～20重量份的氢化锆；所述的可防护γ射线涂层中，包括：21～21.8重量份的白料、21～21.8重量份的黑料、60～120重量份的屏蔽填料，该屏蔽填料为氧化铅、氧化铋、金属钨粉末中的一种或几种混合物；所述的白料包括：20重量份的多元醇、0.3～0.5重量份的复合催化剂、0.4～0.6重量份的发泡剂、0.1～0.3重量份的泡沫稳定剂和0.2～0.4重量份的蒸馏水；所述的黑料包括：0～10重量份的二苯甲烷二异氰酸酯和10～21.8重量份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯；这一对抗核辐射板通过设置有可防护γ射线涂层的一侧背对背复合在一起。

【技术特征摘要】
1.一种抗核辐射复合材料，包括：一对不锈钢基材，其特征在于：每个不锈钢基材的一侧表面上设置有至少两层可防护高能量中子涂层，每个不锈钢基材的另一侧表面上设置有至少一层可防护γ射线涂层，形成抗核辐射板，所述的至少两层可防护高能量中子涂层中，最内侧的涂层中包括：40～70重量份的铝基金属、20～40重量份的碳化硼、以及10～20重量份的氧化钐，最外侧的涂层中包括：30～70重量份的铝基金属、20～50重量份的三氟化铝和10～20重量份的氢化锆；所述的可防护γ射线涂层中，包括：21～21.8重量份的白料、21～21.8重量份的黑料、60～120重量份的屏蔽填料，该屏蔽填料为氧化铅、氧化铋、金属钨粉末中的一种或几种混合物；所述的白料包括：20重量份的多元醇、0.3～0.5重量份的复合催化剂、0.4～0.6重量份的发泡剂、0.1～0.3重量份的泡沫稳定剂和0.2～0.4重量份的蒸馏水；所述的黑料包括：0～10重量份的二苯甲烷二异氰酸酯和10～21.8重量份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯；这一对抗核辐射板通过设置有可防护γ射线涂层的一侧背对背复合在一起。2.根据权利要求1所述的抗核辐射复合材料，其特征在于：所述的多元醇优选硬泡聚醚多元醇4110、硬泡聚醚多元醇403、聚氧化丙烯多元醇N-303、聚醚多元醇204中的一种或两种以上的混合物。3.根据权利要求1所述的抗核辐射复合材料，其特征在于：所述的复合催化剂优选环已胺、辛酸亚锡、五甲基二亚乙基三胺、三亚乙基二胺、三甲基羟乙基双氨乙基醚、二甲氨基乙基醚、二丁基锡二月桂酸酯中的一种或两种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的抗核辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，谢国锋，王辉，钱继凯，吴义丰，
申请(专利权)人：江苏广川线缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32