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X/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜及其制备方法和应用技术

技术编号:40661128 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-18 18:53
X/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜及其制备方法和应用。本发明专利技术属于X/γ射线屏蔽材料领域。本发明专利技术的目的是为了解决现有X/γ射线屏蔽材料无法兼顾轻质、柔韧和高效屏蔽特性的技术问题。本发明专利技术的产品由微晶CsPbBr<subgt;3</subgt;和聚二甲基硅氧烷(PDMS)交联后热固化而成。通过改变微晶和PDMS的质量占比可以实现更高的屏蔽效果。复合材料在厚度仅为1 mm左右的情况下可以衰减约84%的γ射线并且对应能量在20‑40 keV可以实现对于X射线的完全屏蔽。可应用于X/γ射线辐射屏蔽领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于x/γ射线屏蔽材料领域,具体涉及一种x/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜及其制备方法和应用。


技术介绍

1、航空航天和核工业的迅速发展伴随着高能电离辐射的增加。因此,需要提高辐射屏蔽材料的性能,以延长探测器的使用寿命,保证人员的安全。因此,开发具有高电子密度的新型轻质材料已成为减轻辐射风险的迫切需要。随着深空探测进入新时代,对航天探测器的使用寿命和性能要求越来越高。在太空环境中,各种类型的电离辐射会损坏航天器上的探测器。此外,在核工业和核医学领域,类似的辐射损害可能给工作人员带来健康问题,包括头晕、疲劳、食欲不振、脱发和其他不良反应。因此,迫切需要减轻这些辐射风险。

2、减少辐射风险的关键方法是缩短与辐射源的接触时间,增加与辐射源的距离,并使用屏蔽材料。其中,应用屏蔽材料是最有效的方法。短波长的x射线和γ射线是高能电离辐射的典型形式,具有很强的穿透能力。最常用的x/γ射线屏蔽材料是那些具有高原子序数(z)的材料,如铅、钨、钽和混凝土,但它们的高密度阻碍了它们的商业应用。因此,有必要开发具有优良辐射屏蔽性能的轻质材料。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了解决现有x/γ射线屏蔽材料无法兼顾轻质、柔韧和高效屏蔽特性的技术问题,而提供一种x/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜及其制备方法和应用。

2、本专利技术的技术方案通过以下方式实现:

3、本专利技术的目的之一在于提供一种x/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜,所述高聚物基柔性薄膜由微晶cspbbr3和聚二甲基硅氧烷(pdms)交联后热固化而成。

4、进一步限定,所述高聚物基柔性薄膜中微晶cspbbr3含量为30-70wt.%。

5、本专利技术的目的之二在于提供一种x/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜的制备方法,所述方法:

6、将cspbbr3微晶粉末和聚二甲基硅氧烷(pdms)搅拌至混合均匀,然后加入固化剂继续搅拌,接着于玻璃培养皿中均匀铺开并除泡,最后进行热固化,得到x/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜。

7、进一步限定,cspbbr3微晶粉末的制备过程为:①将csbr和pbbr2按一定摩尔比溶于二甲基亚砜(dmso)中搅拌过夜,得到前体溶液;②过滤后,加入甲苯,然后加热使其结晶,最后退火处理,得到cspbbr3微晶粉末。

8、更进一步限定,步骤①中csbr和pbbr2的摩尔比为1:1.6。

9、更进一步限定,步骤②中在110-130℃下加热8-12min使其结晶。

10、更进一步限定,步骤②中退火温度为130-150℃,时间为20-40min。

11、更进一步限定,步骤②中过滤后的前体溶液与甲苯的体积比为1:(1-3)。

12、进一步限定,固化剂与pdms的质量比为1:10。

13、进一步限定,继续搅拌8-12min。

14、进一步限定,热固化温度为80-120℃。

15、本专利技术的目的之三在于提供一种上述高聚物基柔性薄膜在屏蔽x/γ射线辐射中的应用。

16、本专利技术的目的之四在于提供一种柔性可穿戴设备,所述柔性可穿戴设备包括上述高聚物基柔性薄膜。

17、本专利技术的目的之五在于提供一种上述柔性可穿戴设备在航空航天和核工业中的应用。

18、本专利技术与现有技术相比具有的显著效果:

19、本专利技术提供了一种具有重量轻、柔韧,同时具有优异的物理、机械和抗辐射性能的屏蔽材料的制备方法。通过采用微晶cspbbr3与聚合物(pdms) 混合搅拌提供了一个简便制作的材料基础。此外,通过改变微晶和pdms的质量占比可以实现更高的屏蔽效果。复合材料在厚度仅为1 mm左右的情况下可以衰减约84 %的γ射线并且在当x射线的能量处于40kev以下时可以实现完全屏蔽。

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【技术保护点】

1.一种X/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜,其特征在于,由微晶CsPbBr3和PDMS交联后热固化而成。

2.根据权利要求1所述的高聚物基柔性薄膜,其特征在于,所述高聚物基柔性薄膜中微晶CsPbBr3含量为30-70wt.%。

3.权利要求1或2所述的X/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜的制备方法,其特征在于,所述方法:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,CsPbBr3微晶粉末的制备过程为:①将CsBr和PbBr2按一定摩尔比溶于DMSO中搅拌过夜,得到前体溶液;②过滤后,加入甲苯,然后加热使其结晶,最后退火处理,得到CsPbBr3微晶粉末。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤①中CsBr和PbBr2的摩尔比为1:1.6,步骤②中过滤后的前体溶液与甲苯的体积比为1:(1-3),步骤②中在110-130℃下加热8-12min使其结晶,步骤②中退火温度为130-150℃,时间为20-40min。

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,固化剂与PDMS的质量比为1:10。

7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,继续搅拌8-12min,热固化温度为80-120℃。

8.权利要求1或2所述的高聚物基柔性薄膜的应用,其特征在于,用于屏蔽X/γ射线辐射。

9.一种柔性可穿戴设备,其特征在于,所述柔性可穿戴设备包括权利要求1或2所述的高聚物基柔性薄膜。

10.权利要求9所述的柔性可穿戴设备的应用,其特征在于,应用于航空航天和核工业领域。

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【技术特征摘要】

1.一种x/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜,其特征在于,由微晶cspbbr3和pdms交联后热固化而成。

2.根据权利要求1所述的高聚物基柔性薄膜,其特征在于,所述高聚物基柔性薄膜中微晶cspbbr3含量为30-70wt.%。

3.权利要求1或2所述的x/γ射线屏蔽用高聚物基柔性薄膜的制备方法,其特征在于,所述方法:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,cspbbr3微晶粉末的制备过程为:①将csbr和pbbr2按一定摩尔比溶于dmso中搅拌过夜,得到前体溶液;②过滤后,加入甲苯,然后加热使其结晶,最后退火处理,得到cspbbr3微晶粉末。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤①中csbr和pbbr2的摩尔比为1:1...

【专利技术属性】
技术研发人员:李林高峰白金龙
申请(专利权)人:哈尔滨师范大学
类型:发明
国别省市:

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