一种中子吸收材料及其制备方法

        

        

        

        

        技术接

        本想出的办法触及一种中子吸收物质的及其预备办法。

        背景资料技术

        家用电器核子补充燃料后,它就会扩展乏补充燃料。,它具有很高的中子辐射效应。,处置不妥会对四周形成重要的的辐射败坏。。跟随核工业的感觉最敏锐的地方开展,越来越多的核电场入伙运转。,这也会引起落落大方的乏补充燃料发生。,鉴于贮余地乘客名额有限度局限的,延伸了家用电器寿命。,核工业刊登于头版着高浓度的乏补充燃料。、不朽的贮刊登于头版的挑动,去,对废补充燃料STO的家用电器赠送了高等的的提出要求。,即中子吸收最大限度的更强的,能绥靖高浓度乏补充燃料的提出要求。、不朽的存储器召唤。去开采具有优秀中子吸收最大限度的的物质的作为乏补充燃料贮格架物质的是处理那时乏补充燃料贮危难时刻把持成绩最无效的办法。

        经用的中子屏风物质的是铝硼筏流。、硼钢、含硼多线染色体的和硼4C/Al复合物质的等。。铝硼筏流和硼钢都受到硼愿意的的限度局限。,不克不及绥靖乏补充燃料高密度存储器的提出要求。;含硼多线染色体的是一种多聚物。,去,力学性质普通。,同时,轻易使苍老和脆化。,引起家用电器寿命短。。B4C/Al复合物质的因其低密度,良好的力学性质,同时,B可以越过技术举行校正。4碳愿意的变高了吸收热中子的最大限度的。,使其变成一种优秀的热中子屏风物质的。。躲进地洞废补充燃料贮的两种松脱物质的,这是硼和金属水合氢是B。4C/Al复合物质的。硼酸钠是碳化硼和铝粉的附加剂。,焊查封铝筏流箱,上层和上层由铝板热轧制成。,接合为方程式混合碳化硼粉末和铝粉末。,硼酸钠的点是碳化硼愿意的高。,可以影响的范围65%,但缺陷是混合粉末缺勤烘烤。,仔细度低,压塑性差,同时,家用电器迅速移动中轻易念珠。。粉末冶金学技术。,碳化铝粉与铝粉混合,采取冷等静压、采取空虚的烘烤和挤压术语预备了B。4C/Al复合物质的,碳化硼愿意的不高于硼酸钠(45分量%),同时,预备术语复杂。,对手段的高提出要求。

        晚近在奇纳河4C/Al复合物质的开端了落落大方的书房。。专利号为CN1023 92148A。,想出的办法名称为“一种铝基碳化硼中子吸收复合物质的的预备办法”中采取混粉、用冷压法预备差额愿意的的碳化硼4C/Al复合物质的。

        专利号为CN102280156A。,想出的办法名称为“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,白土粉将被炽烈的。、碳化硼粉、钛粉、硅灰与硼酸水晶的的混合,B是由粉末冶金学和热挤禁止发表成的。4C/Al涂层板。但复合物质的的伸长率较低。,仅有%,处置两遍是不轻易的。。

        专利号为CN102094132A。,这项想出的办法被命名为B。4C-Al复合物质的的预备,采取混粉、冷压坯料、采取空虚的烘烤和屡次热轧法预备B。4C 5%到35% B4C-Al复合物质的,本想出的办法的果实传达,当碳化硼愿意的较少时,仅为15%时,复合物质的具有优秀的压塑性。,伸长率高达10%。,但跟随碳化硼愿意的的夸大,压塑性尖锐地裁短。,当碳化硼愿意的影响的范围30%时,复合物质的的伸长率没有2%。,就是说,跟随碳化硼愿意的的夸大,复合物质的中子屏风功能的增多,但压塑性裁短。,有害于物质的的热作。

        专利号为CN10211044B。,本想出的办法命名为一种家用电器B的乏补充燃料存储器策略。4C-Al中子吸收板的预备办法”中,还采取了混合粉。、冷压坯料和烘烤术语预备了含10wt%~65wt%的B4C-Al复合物质的,那时将其焊在铝有构架的上,焊和查封用于热轧。,最初,咱们做了B.4C-Al中子吸收板。异样的成绩也在。,就是说,高碳化硼的愿意的使CO的压塑性变成可能性。,越过热轧后的富国35%的复合物质的延伸率仅有%,同时,密度仅为%。。

        越过前文书房,咱们可以被发现的人,B4C/Al复合物质的鉴于其优秀的中子吸收功能,用于乏补充燃料屏风物质的具有十足的辽阔的家用电器潜力,中外对此的书房也绝广泛地。,只因为,面临那时,乏补充燃料的贮是绝顶聚集的。、不朽的特点,增长B4碳愿意的,这是为了增多复合物质的的屏风效力。,关于乙4碳/铝复合物质的是鳎的出路。。只因为,过量的碳化硼不能取消的地会引起压塑性使恶化。,有害于复合物质的的有工作的。。当碳化硼愿意的超越30%时,这种可压塑性的降落变为尤为尖锐地。,同时,物质的的密度也会降落。。低碳化硼愿意的不克不及无效公约中子星。方法公约复合物质的的中子屏风功能。,增多复合物质的的压塑性是B4C/Al复合物质的作为乏补充燃料STOR开展的打电话给道路。

        想出的办法愿意的

        本想出的办法是要处理目前的的乏补充燃料屏风物质的无法在公约复合物质的中子屏风功能的同时,增多了复合物质的的压塑性。,而想要一种中子吸收物质的及其预备办法。

        本想出的办法一种中子吸收物质的按性能分由10%~20%碳化硼、1%~2%中子兴奋剂和78%~89%含铝物质的制成;碳化硼是微粒为M或A的碳化硼颗粒。;含铝物质的是铝或铝筏流。。

        本想出的办法一种中子吸收物质的的预备办法是按以下靠近举行:

        一、本着性能分,到达10%~20%的碳化硼。、1%~2%中子兴奋剂和78%~89%含铝物质的;碳化硼是微粒为M或A的碳化硼颗粒。;

        二、10%至20%碳化硼高压地带靠近1。、1%~2%中子兴奋剂和78%~89%含铝物质的分清在体温为35℃~50℃的干燥的炉中干燥的24h~36h,烘干碳化硼、干燥的后的中子兴奋剂和干燥的后的含铝物质的;

        三、二长度单位预备干碳化硼、干燥的后的中子兴奋剂和干燥的后的含铝物质的混合,那时在250r/min~350r/min的超速下球磨至2h。,混合粉;混合粉末在35~50℃的体温下干燥的24h~36h。,干燥的粉末。;

        四、靠近3中到达的干燥的粉末装入训练中。,在压力为10MPa~30MPa的使习惯于冷禁止发表成胚体,那时与训练一齐在热压烘烤炉中亡故。,在热压体温为600℃~700℃和压力为80MPa~120MPa的使习惯于热压烘烤2h~3h,炉内变凉后,脱模到达中子吸收物质的。

        本想出的办法的惠及音响效果是:

        本想出的办法的中子吸收物质的仔细度高,碳化硼愿意的约为10%~20%。,非但起到了较好的加固音响效果。,同时,还可以精巧的铝筏流的压塑性。,复合物质的的压塑性较好。。,易有工作的成型;同时鉴于中子吸收物质的中添加了高中子吸收打的元素颗粒,复合物质的吸收中子的最大限度的到达增多。;预备到达的中子吸收物质的,它具有优秀的机械功能。,伸长率可达8%,硼在中外尖锐地优于碳化硼。4C/Al复合物质的,同时具有优秀的中子吸收功能,应用MCNP计算,Gd性能分为1%的中子吸收物质的仅2mm厚就能屏风99%前文的热中子,它可以绥靖我国的现况和那时。,高浓度乏补充燃料贮、不朽的召唤。

        附图阐明

        图1为实行例一到达的中子吸收物质的的吸引剖点图形;

        图2为在Am-Be中子源使习惯于实行例一到达的中子吸收物质的、情况二如愿以偿B4从第三实行方案如愿以偿的C/Al复合物质的和B4C/Al复合物质的屏风功能的区别;内幕的1为实行例一到达的中子吸收物质的,2为情况二如愿以偿B4C/Al复合物质的,3 B,诸如三。4C/Al复合物质的。

        详细实行方法

        详细实行办法:本实行方法一种中子吸收物质的按性能分由10%~20%碳化硼、1%~2%中子兴奋剂和78%~89%含铝物质的制成;碳化硼是微粒为M或A的碳化硼颗粒。;含铝物质的是铝或铝筏流。。

        本实行方法的中子吸收物质的仔细度高,碳化硼愿意的约为10%~20%。,非但起到了较好的加固音响效果。,同时,还可以精巧的铝筏流的压塑性。,复合物质的的压塑性较好。。,易有工作的成型;同时鉴于中子吸收物质的中添加了高中子吸收打的元素颗粒,复合物质的吸收中子的最大限度的到达增多。;预备到达的中子吸收物质的,它具有优秀的机械功能。,伸长率可达8%,硼在中外尖锐地优于碳化硼。4C/Al复合物质的,同时具有优秀的中子吸收功能,应用MCNP计算,Gd性能分为1%的中子吸收物质的仅2mm厚就能屏风99%前文的热中子,它可以绥靖我国的现况和那时。,高浓度乏补充燃料贮、不朽的召唤。

        详细实行二:本实行方法与详细实行办法差额的是:中子吸收物质的按性能分由14%~16%碳化硼、1%中子兴奋剂和83%~85%含铝物质的制成。另一边与详细实行办法同卵双胞。

        详细实行三:本实行方法与详细实行办法或二差额的是:中子吸收物质的按性能分由15%碳化硼、1%中子兴奋剂和84%含铝物质的制成。另一边与详细实行办法或二同卵双胞。

        详细实现预期的结果办法4:本实行方法与详细实行办法至三经过差额的是:所述中子兴奋剂为Gd、Cd、Sm、Eu、钆调和、镉调和、钐调和或铕调和。另一边与详细实行办法至三经过同卵双胞。

        详细实行五:本实行方法与详细实行办法至四经过差额的是:铝筏流是1xxx级数铝筏流。、2XXX级数铝筏流、3XXX级数铝筏流、4XXX级数铝筏流、5XXX级数铝筏流或6XXX级数铝筏流。另一边与详细实行办法至四经过同卵双胞。

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