一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及辐射防护技术领域，具体涉及一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝及其制备方法，所述的泡沫铝包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：2～10％，Ni：1～5％，Ca：2～3％，Ti：1～2％，发泡剂：2～5％，增粘剂0.01～0.5％，其余为铝；所述泡沫铝的密度为0.6～1.5g/cm3,泡孔直径为3.5～6mm，泡孔壁厚为0.5～1.5mm；本发明专利技术中，通过将W、Ni、Ca和Ti混合后与铝液混合，然后形成泡沫铝材料，利用该合金成分实现优异的屏蔽伽马射线的作用，同时，在泡沫铝的成型原料中加入增粘剂，利用增粘剂增加铝液的粘度，降低其发泡形成的泡孔直径，达到细化、均匀化泡孔的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝及其制备方法
本专利技术涉及辐射防护
，具体设计一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝及其制备方法。
技术介绍
伽马射线(γ射线)，是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，其波长小于0.01埃，具有极强的穿透本领，在工业上常用于探伤或流水线的自动控制；在医疗上用于治疗肿瘤；当人体受到伽马射线照射时，伽马射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成分，一旦遭到破坏，就会导致人体正常的生理过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡，据有关研究表明，当人体受到伽马射线的辐射剂量达到200～600雷姆时，人体内的骨髓将会被破坏，白血球严重减少，会出现内出血、免疫力低下、头发脱落等症状，2个月内的死亡概率为0～80％；辐射剂量达到600～1000雷姆时，2个月内的死亡概率可达到80～100％；若辐射剂量达到1000～1500雷姆时，人的消化系统将被破坏，出现腹泻、发烧等症状，2周内致死率为100％；当辐射剂量大于5000雷姆时，人体的中枢神经系统将被破坏，发生痉挛、震颤、失调、嗜眠，在两天内死亡的概率为100％。随着国防科研、放射医学和原子能工业的发展，伽马射线的使用越来越广泛，对人们的健康和生命安全造成极大的危害，已被公认为继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。因此，研究用于屏蔽伽马射线的材料成为本领域技术人员不断努力的方向。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，其具有比重轻，屏蔽效果好的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：2～10％，Ni：1～5％，Ca：2～3％，Ti：1～2％，发泡剂：2～5％，增粘剂0.01～0.5％，其余为铝；所述泡沫铝的密度为0.6～1.5g/cm3,泡孔直径为3.5～6mm，泡孔壁厚为0.5～1.5mm。作为优选的技术方案，所述的泡沫铝包括以质量百分比表示的如下组分：W：3～8％，Ni：2～4.8％，Ca：2.2～2.8％，Ti：1.2～1.7％，发泡剂：2.4～4.7％，增粘剂0.05～0.3％，其余为铝。本专利技术中，W-Ni-Ca-Ti合金对伽马射线具有优异的吸收能力，将其掺杂在泡沫铝材料中，从而实现屏蔽伽马射线的效果。本专利技术中，所述的发泡剂为氢化钛、氢化锆中的一种。本专利技术中，通过增加增粘剂，提高铝液的粘度，降低其泡孔直径，从而达到细化泡孔的作用，实现更好的屏蔽效果，具体的，本专利技术所述的增粘剂为无机纳米晶须，其直径为50～100μm，长径比为200～500。通过该无机纳米晶须的加入，还有效的提高了泡沫铝材料的机械性能，确保该泡沫铝材料具有更优异的冲击韧性。本专利技术中所述的无机纳米晶须可以为本领域技术人员所熟知的，如氧化锌晶须、氧化镁晶须、二氧化钛晶须、碳化硅晶须、或其组合。本专利技术还提供了一种上述用于屏蔽伽马射线的泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：(1)将W、Ni、Ca和Ti混合后球磨，得粒度为150～200目的混合粉体；(2)在熔炼炉中将纯铝熔化为铝液，然后将步骤(1)中的混合粉体加入到铝液中，搅拌使其混合均匀，再负压吸入增粘剂和发泡剂，并抽吸空气使其真空度为0.1～0.3Mpa，充分搅拌使原料混合均匀，得混合物；(3)准备泡沫铝模具，将步骤(2)所得混合物浇注到模具中，不断抽气保持真空度为0.3～0.45Mpa，升温至680～700℃并保温10～20min，然后冷却，即得所述的泡沫铝。具体的，本专利技术所述的步骤(1)中，所述的W、Ni、Ca和Ti混合后，与无水乙醇一同加入四氟乙烯球磨机中湿法球磨，然后经去离子水洗涤并真空干燥得到混合粉体。通过上述湿法球磨，不仅细化了粒径，而且使上述微粉混合更加均匀、充分。本专利技术中，通过将W、Ni、Ca和Ti混合后与铝液混合，然后形成泡沫铝材料，利用该合金成分实现优异的屏蔽伽马射线的作用，同时，在泡沫铝的成型原料中加入增粘剂，利用增粘剂增加铝液的粘度，降低其发泡形成的泡孔直径，达到细化、均匀化泡孔的作用。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术。实施例1一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：5％，Ni：3.5％，Ca：2.5％，Ti：1.4％，氢化钛：3.4％，氧化锌晶须0.2％，其余为铝；该用于屏蔽伽马射线的泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：(1)按配方量称取W、Ni、Ca和Ti混合后，与1.5倍重量的无水乙醇一同加入四氟乙烯球磨机中湿法球磨，然后经去离子水洗涤并真空干燥得到混合粉体。得粒度为200目的混合粉体；(2)在熔炼炉中将纯铝熔化为铝液，然后将步骤(1)中的混合粉体加入到铝液中，搅拌使其混合均匀，再负压吸入氧化锌晶须和氢化钛，并抽吸空气使其真空度为0.2Mpa，充分搅拌使原料混合均匀，得混合物；(3)准备泡沫铝模具，将步骤(2)所得混合物浇注到模具中，不断抽气保持真空度为0.35Mpa，升温至690℃并保温15min，然后冷却，即得所述的泡沫铝。实施例2一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：3％，Ni：2％，Ca：2.2％，Ti：1.2％，氢化钛：2.4％，氧化镁晶须0.05％，其余为铝；该用于屏蔽伽马射线的泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：(1)按配方量称取W、Ni、Ca和Ti混合后，与1.5倍重量的无水乙醇一同加入四氟乙烯球磨机中湿法球磨，然后经去离子水洗涤并真空干燥得到混合粉体。得粒度为150目的混合粉体；(2)在熔炼炉中将纯铝熔化为铝液，然后将步骤(1)中的混合粉体加入到铝液中，搅拌使其混合均匀，再负压吸入氧化镁晶须和氢化钛，并抽吸空气使其真空度为0.1Mpa，充分搅拌使原料混合均匀，得混合物；(3)准备泡沫铝模具，将步骤(2)所得混合物浇注到模具中，不断抽气保持真空度为0.5Mpa，升温至690℃并保温15min，然后冷却，即得所述的泡沫铝。实施例3一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：8％，Ni：4.8％，Ca：2.8％，Ti：1.7％，氢化钛：4.7％，碳化硅晶须0.3％，其余为铝；该用于屏蔽伽马射线的泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：(1)按配方量称取W、Ni、Ca和Ti混合后，与1.5倍重量的无水乙醇一同加入四氟乙烯球磨机中湿法球磨，然后经去离子水洗涤并真空干燥得到混合粉体。得粒度为200目的混合粉体；(2)在熔炼炉中将纯铝熔化为铝液，然后将步骤(1)中的混合粉体加入到铝液中，搅拌使其混合均匀，再负压吸入碳化硅晶须和氢化钛，并抽吸空气使其真空度为0.3Mpa，充分搅拌使原料混合均匀，得混合物；(3)准备泡沫铝模具，将步骤(2)所得混合物浇注到模具中，不断抽气保持真空度为0.45Mpa，升温至690℃并保温15min，然后冷却，即得所述的泡沫铝。实施例4一种用于屏蔽伽马射线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，其特征在于：包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：2～10％，Ni：1～5％，Ca：2～3％，Ti：1～2％，发泡剂：2～5％，增粘剂0.01～0.5％，其余为铝；所述泡沫铝的密度为0.6～1.5g/cm3,泡孔直径为3.5～6mm，泡孔壁厚为0.5～1.5mm。

【技术特征摘要】
1.一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，其特征在于：包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：2～10％，Ni：1～5％，Ca：2～3％，Ti：1～2％，发泡剂：2～5％，增粘剂0.01～0.5％，其余为铝；所述泡沫铝的密度为0.6～1.5g/cm3,泡孔直径为3.5～6mm，泡孔壁厚为0.5～1.5mm。2.根据权利要求1所述的用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，其中，包括以质量百分比表示的如下组分：W：3～8％，Ni：2～4.8％，Ca：2.2～2.8％，Ti：1.2～1.7％，发泡剂：2.4～4.7％，增粘剂0.05～0.3％，其余为铝。3.根据权利要求1所述的用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，其中，所述的发泡剂为氢化钛、氢化锆中的一种。4.根据权利要求1所述的用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，其中，所述的增粘剂为无机纳米晶须，其直径为50～100μm，长...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂亚子，崔萌萌，谢峰，
申请(专利权)人：安徽省一鸣新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34