[发明专利]化学键合的陶瓷辐射屏蔽材料及制备方法

权利要求书

1.物质组合物，其包含：基于化学键合的氧化物-磷酸盐的陶瓷 基体；以及辐射屏蔽材料，其中所述辐射屏蔽材料分散于所述基于化 学键合的氧化物-磷酸盐的陶瓷水泥基体，所述辐射屏蔽材料选自氧化 钡、铋、氧化铈、钨、氧化钨、钆、氧化钆和贫化铀氧化物，其中所述 基于氧化物-磷酸盐的陶瓷基体为：

(1)MPO₄·xH₂O，其中M是Ce(铈(III))或U²³⁸(贫化铀)，并且x是 0、1.5或2；

(2)GdPO₄·H₂O(磷酸钆)；或者

(3)BiPO₄(磷酸铋)。

2.如权利要求1所述的物质组合物，其中所述基于磷酸盐的陶瓷基 体选自BiPO₄(磷酸铋)、CePO₄(磷酸铈(III))、CePO₄·2H₂O(二水合磷酸 铈(III))和UPO₄(贫化铀(U-238)磷酸盐)。

3.如权利要求1所述的物质组合物，其中所述辐射屏蔽材料形成为 至少一种或多种分散于所述氧化物-磷酸盐陶瓷中的聚集体或粉末。

4.如权利要求1所述的物质组合物，其中所述氧化物-磷酸盐陶瓷基 体包括至少两种不同的金属磷酸盐。

5.如权利要求4所述的物质组合物，其中所述至少两种不同的金属 磷酸盐选自磷酸铋、磷酸铈(III)和磷酸钆。

6.如权利要求1所述的物质组合物，其包含至少两种辐射屏蔽材料 以形成多层结构，其中所述至少两种辐射屏蔽材料存在于所述多层结构 的单独层中。

7.辐射屏蔽物质组合物，其包含：基于化学键合的氧化物-磷酸盐的 陶瓷基体，所述基体具有阳离子成分，表现出辐射屏蔽能力；其中所述 阳离子选自铈、钨、钆和贫化铀，以及选自粉末、聚集体、纤维的辐射 屏蔽材料，其中所述辐射屏蔽材料分散于所述基于化学键合的氧化物-磷 酸盐的陶瓷基体，以及其中所述辐射屏蔽材料选自氧化钡、铋、氧化铈、 钨、氧化钨、钆、氧化钆和贫化铀氧化物。

8.如权利要求7所述的辐射屏蔽物质组合物，其中所述基于化学键 合的氧化物-磷酸盐的陶瓷在小于100℃(一百摄氏度)下固化变硬。

9.如权利要求7所述的辐射屏蔽物质组合物，其中所述辐射屏蔽材 料选自铋、氧化铈、氧化钆和氧化钨。

10.在环境温度构建辐射屏蔽部件的方法，包括：将具有辐射屏蔽能 力的金属氧化物与含有磷酸盐的材料混合；将辐射屏蔽材料加入所述金 属氧化物与含有磷酸盐的材料的混合物中，其中具有辐射屏蔽能力的金 属氧化物为氧化铈、氧化钆、或氧化铀；在环境温度固化所述加入的辐 射屏蔽材料和金属氧化物与含有磷酸盐的材料的混合物，以及其中所述 辐射屏蔽材料选自氧化钡、铋、氧化铈、钨、氧化钨、钆、氧化钆和贫 化铀氧化物。

11.如权利要求10所述的在温度条件下构建辐射屏蔽部件的方法， 其中在小于100℃(一百摄氏度)下发生固化。

12.如权利要求10所述的在环境温度下构建辐射屏蔽部件的方法， 其中所述含有磷酸盐的材料为磷酸。

13.物质组合物，其包含：基于化学键合的氧化物-磷酸盐的陶瓷 基体；以及辐射屏蔽材料，其中所述辐射屏蔽材料分散于所述基于化 学键合的氧化物-磷酸盐的陶瓷水泥基体，所述辐射屏蔽材料选自氧化 钡和贫化铀氧化物，其中所述基于氧化物-磷酸盐的陶瓷基体为 MPO₄·xH₂O，其中M是Al(铝)或Fe(铁(III))，并且x是0、1.5或2。