一种中子吸收材料及其制备方法

        

        

        

        

        技术围绕

        本设法做到触及一种中子吸收织物及其预备办法。

        背景幕布技术

        当功能核子补充燃料时,它将相当废补充燃料。,它具有很高的中子辐射效应。,处置不妥会对四周形成爱挑剔的的辐射污染的。。跟随核工业的敏捷开展,越来越多的核电场入伙运转。,这也会使掉转船头大方的的乏补充燃料发生。,鉴于仓库面积稍许地,尘世延伸,核工业脸着高浓度的乏补充燃料。、长久的贮脸的挑动,终于,对乏补充燃料贮架提名了高级的的请。,即中子吸收更,能绥靖高浓度乏补充燃料的请。、长久的往事责任。终于发达具有漂亮的中子吸收最大限度的的织物作为乏补充燃料贮格架织物是处理走近乏补充燃料贮危难时刻把持成绩最无效的办法。

        经用的中子屏风织物是铝硼劣等金属。、硼钢、含硼多线性的和硼4C/Al复合织物等。。铝硼劣等金属和硼钢都受到硼使满意的限度局限。,不克不及绥靖乏补充燃料高密度往事的请。;含硼多线性的是一种多聚物。,终于,力学性质普通。,同时,轻易使苍老和脆化。,使掉转船头功能尘世短。。B4C/Al复合织物因其低密度,良好的力学性质,同时,B可以及格技术停止校准。4碳使满意激励了吸收热中子的最大限度的。,使其变为一种漂亮的的热中子屏风织物。。究竟两种最经用的乏补充燃料往事织物,这是硼和金属水合氢是B。4C/Al复合织物。蓬砂是碳化硼和铝粉的杂集。,焊使不透气铝劣等金属箱,底层和底层由铝板热轧制成。,接口为更加混合碳化硼粉末和铝粉末。,蓬砂的独特性是碳化硼使满意高。,可以遂愿65%,但缺陷是混合粉末没半熔。,仔细度低,粘性差,同时,功能产生胜利中轻易形成珠状。。粉末冶金学技术。,铝粉与碳化硼粉体的混合,采取冷等静压、采取宇宙空间半熔和挤压手法预备了B。4C/Al复合织物,碳化硼使满意不高于蓬砂(45分量%),同时,预备手法复杂。,对装备的高请。

        晚近在奇纳4C/Al复合织物开端了大方的的探索。。专利号为CN1023 92148A。,设法做到名称为“一种铝基碳化硼中子吸收复合织物的预备办法”中采取混粉、用冷压法预备确切的使满意的碳化硼4C/Al复合织物。

        专利号为CN102280156A。,设法做到名称为“一种铝基碳化硼中子吸收板的预备办法”中采取球磨的方法,白土粉将被急切的。、碳化硼粉、钛粉、硅灰与硼酸安瓿吸入剂的混合,B是由粉末冶金学和热挤抑制成的。4C/Al包装板。但复合织物的伸长率较低。,仅有%,处置两倍是不轻易的。。

        专利号为CN102094132A。,这项设法做到被命名为B。4C-Al复合织物的预备,采取混粉、冷压坯料、采取宇宙空间半熔和屡次热轧法预备B。4C 5%到35% B4C-Al复合织物,本设法做到的卒使知晓,当碳化硼使满意较少时,仅为15%时,复合织物具有漂亮的的粘性。,伸长率高达10%。,但跟随碳化硼使满意的放,粘性自明使萧条。,当碳化硼使满意遂愿30%时,复合织物的伸长率决不2%。,即,跟随碳化硼使满意的放,增加了复合织物的中子屏风功能。,但粘性使萧条。,作对织物的热作。

        专利号为CN10211044B。,这项设法做到高价地乏补充燃料贮和控制B。4C-Al中子吸收板的预备办法”中,还采取了混合粉。、冷压坯料和半熔手法预备了含10wt%~65wt%的B4C-Al复合织物,于是将其焊在铝使适合上,焊和使不透气用于热轧。,经受住,我们家做了B.4C-Al中子吸收板。异样的成绩也在。,即,高碳化硼的使满意使CO的粘性变为能够。,及格热轧后的取得35%的复合织物延伸率仅有%,同时,密度仅为%。。

        及格下探索,我们家可以显示证据,B4C/Al复合织物鉴于其漂亮的的中子吸收功能,用于乏补充燃料屏风织物具有去辽阔的功能潜力,中外对此的探索也被判为永久罪的海外。,只,面临走近,乏补充燃料的贮是顶垂线稠密的的。、长久的特点,增长B4碳使满意,这是为了增加复合织物的屏风潜能。,大约乙4C/Al复合织物是单独的道路。只,过量的碳化硼必然发生的地会使掉转船头粘性退步。,作对复合织物的产生胜利成型。当碳化硼使满意超越30%时,这种可粘性的下斜适合尤为自明。,同时,织物的密度也会下斜。。低碳化硼使满意不克不及无效抵押品中子星。怎样抵押品山姆复合织物的屏风功能,增加复合织物的粘性是B4C/Al复合织物作为乏补充燃料STOR开展的本质的道路。

        设法做到实质

        本设法做到是要处理目前的的乏补充燃料屏风织物无法在抵押品复合织物中子屏风功能的同时,增加了复合织物的粘性。,而弥补一种中子吸收织物及其预备办法。

        本设法做到一种中子吸收织物按容量分由10%~20%碳化硼、1%~2%中子麻醉剂和78%~89%含铝织物制成;碳化硼是粒度为M或A的碳化硼颗粒。;含铝织物是铝或铝劣等金属。。

        本设法做到一种中子吸收织物的预备办法是按以下走近停止:

        一、停飞容量分,存在10%~20%的碳化硼。、1%~2%中子麻醉剂和78%~89%含铝织物;碳化硼是粒度为M或A的碳化硼颗粒。;

        二、10%至20%碳化硼高价地走近1。、1%~2%中子麻醉剂和78%~89%含铝织物辨别出在发烧为35℃~50℃的箱式枯燥器中枯燥24h~36h,博得了碳化硼。、枯燥后的中子麻醉剂和枯燥后的含铝织物;

        三、二溜蹄预备干碳化硼、枯燥后的中子麻醉剂和枯燥后的含铝织物混合,于是在250r/min~350r/min的急行下球磨至2h。,混合粉;混合粉末在35~50℃的发烧下枯燥24h~36h。,枯燥粉末。;

        四、从走近三博得的干燥粉被装载到模仿中。,在压力为10MPa~30MPa的保持健康冷抑制成胚体,于是与模仿一齐在热压半熔炉中亡故。,在热压发烧为600℃~700℃和压力为80MPa~120MPa的保持健康热压半熔2h~3h,炉内凉的后,脱模存在中子吸收织物。

        本设法做到的无益胜利是:

        本设法做到的中子吸收织物仔细度高,碳化硼使满意约为10%~20%。,不只起到了较好的加固胜利。,同时,还可以变得复杂铝劣等金属的粘性。,复合织物的粘性较好。,易产生胜利成型;同时鉴于中子吸收织物中添加了高中子吸收横截面的元素颗粒,复合织物吸收中子的最大限度的存在增加。;预备存在的中子吸收织物,它具有漂亮的的机械功能。,伸长率可达8%,硼在中外自明优于碳化硼。4C/Al复合织物,同时具有漂亮的的中子吸收功能,使用MCNP计算,Gd容量分为1%的中子吸收织物仅2mm厚就能屏风99%下的热中子,它可以绥靖我国的身份和走近。,高浓度乏补充燃料贮、长久的责任。

        附图阐明

        图1为使生效例一存在的中子吸收织物的拉紧用曲线图表示;

        图2为在Am-Be中子源保持健康使生效例一存在的中子吸收织物、B从使生效例2博得4C/Al复合织物与B 34C/Al复合织物屏风功能的构成;就中1为使生效例一存在的中子吸收织物,2为B从使生效例2博得4C/Al复合织物,3 B,比如三。4C/Al复合织物。

        详细使生效方法

        详细使生效办法:本使生效方法一种中子吸收织物按容量分由10%~20%碳化硼、1%~2%中子麻醉剂和78%~89%含铝织物制成;碳化硼是粒度为M或A的碳化硼颗粒。;含铝织物是铝或铝劣等金属。。

        本使生效方法的中子吸收织物仔细度高,碳化硼使满意约为10%~20%。,不只起到了较好的加固胜利。,同时,还可以变得复杂铝劣等金属的粘性。,复合织物的粘性较好。,易产生胜利成型;同时鉴于中子吸收织物中添加了高中子吸收横截面的元素颗粒,复合织物吸收中子的最大限度的存在增加。;预备存在的中子吸收织物,它具有漂亮的的机械功能。,伸长率可达8%,硼在中外自明优于碳化硼。4C/Al复合织物,同时具有漂亮的的中子吸收功能,使用MCNP计算,Gd容量分为1%的中子吸收织物仅2mm厚就能屏风99%下的热中子,它可以绥靖我国的身份和走近。,高浓度乏补充燃料贮、长久的责任。

        详细使生效二:本使生效方法与详细使生效办法确切的的是:中子吸收织物按容量分由14%~16%碳化硼、1%中子麻醉剂和83%~85%含铝织物制成。等等与详细使生效办法相似的。

        详细使生效三:本使生效方法与详细使生效办法或二确切的的是:中子吸收织物按容量分由15%碳化硼、1%中子麻醉剂和84%含铝织物制成。等等与详细使生效办法或二相似的。

        详细使生效四:本使生效方法与详细使生效办法至三经过确切的的是:所述中子麻醉剂为Gd、Cd、Sm、Eu、钆复合、镉复合、钐复合或铕复合。等等与详细使生效办法至三经过相似的。

        详细使生效五:本使生效方法与详细使生效办法至四经过确切的的是:铝劣等金属是1xxx彼此相连接的东西铝劣等金属。、2XXX彼此相连接的东西铝劣等金属、3XXX彼此相连接的东西铝劣等金属、4XXX彼此相连接的东西铝劣等金属、5XXX彼此相连接的东西铝劣等金属或6XXX彼此相连接的东西铝劣等金属。等等与详细使生效办法至四经过相似的。

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