一种用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料及其制备方法，涉及金属材料技术领域；复合材料中镁的质量分数区间为1‑20wt％，Gd的质量分数区间为0.1‑20wt％，TiB2的质量分数区间为1‑20wt％，余量为铝。的制备方法包括如下步骤：A、将Al‑Mg‑Gd(TiB2)原料熔炼得到铸锭；B、将铸锭雾化喷粉得到粉末；C、将粉末放电等离子烧结得到烧结态的样品；D、将烧结态的样品热挤压得到用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料。通过快速凝固等工艺，在复合材料中形成了弥散分布、具有较强中子吸收能力的纳米相，该制备方法在大幅提升中子屏蔽性能的同时保证了材料优良的机械性能，实现了材料的结构功能一体化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
，涉及一种用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料及其制备方法，尤其涉及一种轻质高强的用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料及其制备方法。
技术介绍
核电站乏燃料储存格架中存在很强的中子辐射，随着核电站的发展，对于中子辐射的防护成为急待解决的问题；为了防止核辐射，常采用中子吸收材料及技术进行屏蔽和保护，这对中子吸收材料的性能提出了极其严格的要求。目前国内国际最常见的轻质高强中子屏蔽材料为Al/(B4C、BW2)等一系列铝基复合材料。公开号为CN105803267B的中国专利技术专利公开了一种屏蔽中子和γ射线的核反应堆用铝基复合材料及制备方法。该专利技术复合材料采用纯铝作为基体材料，屏蔽组分为钨和碳化硼；其中钨的质量百分比为20％～70％；碳化硼的质量百分比为1％～10％；余量为铝和不可避免的杂质。但其中子屏蔽性能依赖于大体积分数的B4C或BW2等相，由于这些中子吸收相与集体之间的共格性不好，加入量过多时会降低材料的机械性能。公开号为CN108060313B的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料，其特征在于，所述的复合材料中镁的质量分数区间为1wt％-20wt％，Gd的质量分数区间为0.1wt％-20wt％，TiB2的质量分数区间为1wt％-20wt％，余量为铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料，其特征在于，所述的复合材料中镁的质量分数区间为1wt％-20wt％，Gd的质量分数区间为0.1wt％-20wt％，TiB2的质量分数区间为1wt％-20wt％，余量为铝。


2.根据权利要求1所述的用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料，其特征在于，所述的复合材料中镁的质量分数为6wt％，Gd的质量分数为1wt％，TiB2的质量分数为8wt％-11.8wt％，余量为铝。


3.一种根据权利要求1或2所述的用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、将Al-Mg-Gd(TiB2)原料熔炼得到铸锭；
B、将步骤A得到的铸锭雾化喷粉得到粉末；
C、将步骤B得到的粉末放电等离子烧结得到烧结态的样品；
D、再将步骤C中得到的烧结态的样品热挤压得到用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料。


4.根据权利要求1所述的用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
将纯Al、Al-TiB2高纯母料，纯Mg和Al-Gd中间合金加入坩埚中，在600℃-1000℃的熔化温度下将其完全熔化，然后将流体抽真空，再进行过滤和浇铸，最后进行空冷得到铸锭。


5.根据权利要求1所述的用于中子屏蔽的铝基二硼化钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
将步骤A得到的铸锭放入坩埚中，在熔化温度下保持5min-120min，使铸锭完全熔化成为流体，将熔化的流体加入喷射雾化设备中，快速流动的氮气会打碎流体得到细小的小液滴，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟圣怡，陈悦琛，陈哲，夏存娟，王浩伟，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31