一种复合型中子吸收材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型中子吸收材料及其制备方法，涉及中子吸收材料技术领域。本发明专利技术在制备复合型中子吸收材料，先将丙酮、吡啶和乙炔进行气相沉积制得碳纳米弹簧，进行氧化后，再和羟甲基三甲氧基硅烷反应制得改性碳纳米弹簧，将二氧化钛和氢氧化钾反应，在改性碳纳米弹簧上沉积并生长成钛酸钾晶须，对生长有钛酸钾晶须的改性碳纳米弹簧进行氢等离子体处理后，与铝酸钠混合并通入二氧化碳反应，再进行煅烧制得复合型中子吸收材料。本发明专利技术制备的复合型中子吸收材料具备优良的耐高温性能和力学性能。和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型中子吸收材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及中子吸收材料
，具体为一种复合型中子吸收材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着资源日益紧缺和环境污染的逐渐加剧，开发清洁能源成为了全球的发展趋势。核能由于其环保、清洁、高效等优势，得到了重点关注和迅速发展。在核电站反应堆的运行过程中，需要不断地将燃耗深度达到设计限值的核燃料卸出，称之为“乏燃料”。报道表明，每百万千瓦级别的反应堆每年产生的乏燃料大约为181吨。预计截至2030年，我国核电站将累计卸出乏燃料约24000吨。解决和完善乏燃料高密度贮存及后处理是我国核电工业快速发展面临的重要问题之一。乏燃料仍具有极强的放射性，并伴随大量中子发射。其链式反应将持续发生很长时间，因此具有较高的衰变能并有重返核临界状态的风险。
[0003]为了保证临界安全性，在乏燃料贮存中，中子吸收材料至关重要。目前我国自主研发的中子吸收材料已经在乏燃料贮存中得到了初步应用。但干式贮存对中子吸收材料提出了更为苛刻的要求。首先，由于无冷却水冷却，需要整体结构有更强的散热能力，以便将乏燃料产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型中子吸收材料，其特征在于，按重量份数计，主要包括：10～13份改性碳纳米弹簧，11～15份钛酸钾晶须和20～35份铝酸钠。2.根据权利要求1所述的一种复合型中子吸收材料，其特征在于，所述改性碳纳米弹簧是由丙酮、吡啶和乙炔进行气相沉积制得碳纳米弹簧，进行氧化后，再和羟甲基三甲氧基硅烷反应制得。3.根据权利要求2所述的一种复合型中子吸收材料，其特征在于，所述钛酸钾晶须是由二氧化钛和氢氧化钾进行反应生长制得。4.一种复合型中子吸收材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：(1)改性碳纳米弹簧的制备：将丙酮、吡啶和乙炔进行气相沉积制得碳纳米弹簧，进行氧化后，再和羟甲基三甲氧基硅烷反应制得改性碳纳米弹簧；(2)钛酸钾晶须的生长：将二氧化钛和氢氧化钾反应，在改性碳纳米弹簧上沉积并生长成钛酸钾晶须；(3)复合沉积并煅烧：对生长有钛酸钾晶须的改性碳纳米弹簧进行氢等离子体处理后，与铝酸钠混合并通入二氧化碳反应，再进行煅烧制得复合型中子吸收材料。5.根据权利要求4所述的一种复合型中子吸收材料的制备方法，其特征在于，所述复合型中子吸收材料的制备方法主要包括以下制备步骤：(1)改性碳纳米弹簧的制备：将碳纳米弹簧与质量分数为40～50％的浓硫酸按质量比1：10～1：15混合均匀，加入碳纳米弹簧质量0.8～1倍的高锰酸钾，在50～60℃，30～40kHz超声反应4～6h，再将温度控制在1～5℃，加入碳纳米弹簧质量0.1～0.3倍的过氧化氢，以800～1000r/min的转速搅拌10～15min后，过滤并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在
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10～
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1℃，1～10Pa的压力下干燥6～8h，制得氧化碳纳米弹簧，将氧化碳纳米弹簧、羟甲基三甲氧基硅烷、四氢呋喃按质量比1：1：15～1：2：20混合均匀，0～5℃加入羟甲基三甲氧基硅烷质量0.01～0.03倍的三苯基膦和羟甲基三甲氧基硅烷质量0.01～0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10～30℃，1500～2000r/min搅拌反应3～5h，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在<...

【专利技术属性】
技术研发人员：克磊，包行飞，陈涛，
申请(专利权)人：镇江华核装备有限公司，
类型：发明
国别省市：