The invention discloses a preparation method of a high temperature structure function integrated boron carbide reinforced aluminum base neutron absorbing material, which belongs to the technical field of neutron absorption material and aluminum matrix composite material. The method is (1) the surface Preoxidation of ultrafine aluminum powder is made to improve the alumina content; (2) the uniform mixing of ultrafine aluminum powder and micron grade B4C particles; (3) the powder is sintered after the powder is pressed and formed; (4) the sintered billets are forged, extruded or rolled to obtain the B4C/Al neutron absorption type of the structure and function integration at high temperature. Material or plate. In the final material, alumina is distributed in the grain boundaries of the material and pinning it, which significantly enhances the high temperature performance of the material. By adding B4C particles, the material can have the function of neutron absorption at the same time at room temperature and medium temperature. The process is simple and easy. The strength of the material is higher than the actual requirement at room temperature to high temperature. It can be applied to the storage and transportation of spent fuel.
【技术实现步骤摘要】
一种高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料的制备方法
本专利技术涉及中子吸收材料和铝基复合材料
,具体涉及一种高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料的制备方法。
技术介绍
使用后的核燃料被称作乏燃料,具有较高放射性,安全发展核电需要可靠的乏燃料的贮存技术。乏燃料在运输、贮存的过程中需要中子吸收材料进行屏蔽防护。目前的贮存方式是将维持乏燃料次临界状态的中子吸收材料与结构材料配合使用,通常为B4C/Al中子吸收材料置于不锈钢板夹层中。由于不锈钢导热能力较差,不利于乏燃料贮存装置的散热,需要通水冷却,导致贮存装置维护困难,而且降低了贮存装置长期使用的安全可靠性。因此,乏燃料贮存需要更可靠的干式贮存技术。然而,乏燃料干式贮存装置长期处于高温状态,普通的B4C/Al不具备高温强度,需要发展耐高温、具有中子吸收能力的结构功能一体化铝基中子吸收材料。对现有资料进行检索发现,目前对具有高温强度的铝基中子吸收材料研究的报道较少。申请号为201611079600.7的专利“一种高温结构功能一体化B4C/Al中子吸收材料的制备方法”中,所制备的材料在高温下具有足够的高温强度,但其制备过程中为了引入足够的氧化铝,需要将片状铝粉末上球磨至极薄,再经后期塑性加工使材料最终晶粒过细,材料变形能力极低,导致材料高温以及室温塑性极差,挤压与轧制等加工十分困难(如图1-3)。另外,由于片状铝粉流动性较差,热压烧结时很难致密化,容易出现孔洞等缺陷。而且,片状铝粉松装密度极低,难于制备大块体材料。另有文献“ForgedHITEMAL:Al-basedMMCsstrengthen ...
【技术保护点】
一种高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料的制备方法,其特征在于:其制备方法包括如下步骤:(1)将超细铝粉在含氧气氛条件下进行预氧化处理,使超细铝粉表面上原始氧化铝膜开裂,同时在暴露出的新鲜铝粉表面上形成新的氧化铝薄膜;(2)将预氧化处理后的超细铝粉与碳化硼颗粒共混,并将混合均匀的粉末进行压制成型;(3)将压制成型后所得压坯进行粉末冶金烧结,获得B4C/Al中子吸收材料坯锭;(4)将步骤(3)所得坯锭进行热加工,即获得所述高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料。
【技术特征摘要】
1.一种高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料的制备方法,其特征在于:其制备方法包括如下步骤:(1)将超细铝粉在含氧气氛条件下进行预氧化处理,使超细铝粉表面上原始氧化铝膜开裂,同时在暴露出的新鲜铝粉表面上形成新的氧化铝薄膜;(2)将预氧化处理后的超细铝粉与碳化硼颗粒共混,并将混合均匀的粉末进行压制成型;(3)将压制成型后所得压坯进行粉末冶金烧结,获得B4C/Al中子吸收材料坯锭;(4)将步骤(3)所得坯锭进行热加工,即获得所述高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料。2.根据权利要求1所述的高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述超细铝粉的平均粒径为0.2μm-3μm,确保可以引入足够的氧化铝。3.根据权利要求1所述的高温结构功能一体化碳化硼增强铝基中子吸收材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述预氧化处理过程中,处理温度为300-640℃,保温时间为0.5-4小时;预氧化过程中,将超细铝粉置于空气炉或者含其他氧化性气氛的炉中进行处理。4...
【专利技术属性】
技术研发人员:马宗义,王全兆,肖伯律,昝宇宁,王文广,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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