一种中子及γ射线一体化铝基核屏蔽材料及其制备方法技术

技术编号：43730697 阅读：37 留言：0更新日期：2024-12-20 12:55

本发明专利技术公开了一种中子及γ射线一体化铝基核屏蔽材料，该铝基核屏蔽材料包括以下质量百分比的组分：碳化硼1%~10%、高熵合金粉末5%~30%、铝合金粉末60%~94%；本发明专利技术还公开了该铝基核屏蔽材料制备方法：步骤一、将碳化硼、高熵合金粉末及铝合金粉末混合后进行球磨；步骤二、破碎；步骤三、冷压和热压烧结；步骤四、热轧和固溶时效热处理。本发明专利技术通过引入高熵合金粉末以提高铝基核屏蔽材料的γ射线屏蔽效率和力学性能，得到屏蔽效率高、综合力学性能优异的中子及γ射线一体化铝基核屏蔽材料，适用于小型堆、可移动式反应堆及核潜艇等技术领域。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核用材料，尤其是涉及一种中子及γ射线一体化铝基核屏蔽材料及其制备方法。

技术介绍

1、随着核反应堆的模块化发展，其重量、体积都受到极大的限制，也对反应堆屏蔽材料提出了更高的要求。核反应堆在运行过程中主要受到中子和γ射线的辐射，目前国内采用的屏蔽材料如铅硼聚乙烯、硼钢等由于其结构强度不足、屏蔽效率较低等因素均无法很好满足屏蔽要求。因此，亟需优化现有屏蔽材料的成分及制备工艺，在保证结构力学性能的前提下改进和提高其屏蔽性能，降低综合成本，扩大应用领域，推进产业化进程。

2、为使屏蔽材料同时具备屏蔽中子及伽马射线的双重功能，一方面需要增加复合屏蔽材料内部中子屏蔽组元如cd、b、gd等元素含量，从而提高材料对中子的屏蔽性能；另一方面还需大幅度增加重金属元素的占比，提高材料对伽马射线的屏蔽性能。铝基复合材料目前被广泛应用于工业和生活的各个领域，其中铝基碳化硼复合材料具有轻质高强、耐蚀性好、热导率高、中子吸收稳定等突出优势，已广泛应用于乏燃料贮运领域。在铝基碳化硼复合材料中引入γ射线屏蔽组元能够使材料兼具中子及γ射线屏蔽性能。

3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种中子及γ射线一体化铝基核屏蔽材料，其特征在于，该铝基核屏蔽材料包括以下质量百分比的组分：碳化硼1%~10%、高熵合金粉末5%~30%、铝合金粉末60%~94%。

2.根据权利要求1所述的一种中子及γ射线一体化铝基核屏蔽材料，其特征在于，所述高熵合金粉末为TiZrNbTa、TiZrNbHf及TiZrNbTaHf中的一种，所述铝合金粉末为2系铝合金粉末、5系铝合金粉末、6系铝合金粉末及7系铝合金粉末中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种中子及γ射线一体化铝基核屏蔽材料，其特征在于，所述高熵合金粉末的平均粒径为10μm~100μm。