[发明专利]核屏蔽材料及其制造方法

说明书

本发明提供的核屏蔽材料及其制造方法，涉及复合材料应用技术领域。该核屏蔽材料包括树脂基体、屏蔽剂和纤维，三者按照一定质量份数比混合成型。该核屏蔽材料具有屏蔽性能好、力学强度高、重量轻的优良特性。本发明提供的核屏蔽材料制造方法，通过复合材料的一体化成型技术，可制造出各种结构的核屏蔽材料，结构可靠，适用范围广。

技术领域

本发明涉及复合材料应用技术领域，具体而言，涉及一种核屏蔽材料及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的高速发展，粒子加速器以及核反应堆等新射线技术的出现以及其在国防科技、科学研究、放射件医学以及核工业技术等方面的广泛应用，各种辐射特别是放射性辐射对人体的伤害以及对坏境的破坏越來越受到人们的关注。其中中子是唯一一种可以使物质带有放射性的电离辐射，可引起骨、肺、甲状腺癌变、白血病、甚至基因突变和染色体畸变。为了让中子技术更好地服务人类，研究并开发新型的、综合性能更好的中子屏蔽材料是非常必要的。

目前，常用的核屏蔽材料为含硼聚乙烯屏蔽材料，但由于聚乙烯基体本身的强度低，只能以夹芯的形式浇注到金属模具中使用，结构复杂，重量大，不适用于移动式反应堆和可携带放射源等对屏蔽材料有强度、重量要求的环境。

有鉴于此，设计制造出一种核屏蔽材料，既具有良好的屏蔽效果，又能够用于对屏蔽材料有强度、重量要求的环境中，是目前核屏蔽材料领域中急需改善的技术问题。

发明内容

本发明的目的包括提供一种核屏蔽材料，包括树脂基体、屏蔽剂和纤维，三者按照一定质量份数比混合成型。该核屏蔽材料具有屏蔽性能好、力学强度高、重量轻的优良特性，可用于对屏蔽材料有强度、重量要求的环境中，适用范围广。

本发明的目的还包括提供一种核屏蔽材料制造方法，将树脂基体和屏蔽剂按照预设比例混合，通过复合材料的一体化成型技术，可制造出具有各种结构的核屏蔽材料。通过该方法制造的核屏蔽材料，具有屏蔽性能好、力学强度高、重量轻的优良特性。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种核屏蔽材料，包括树脂基体、屏蔽剂和纤维，所述树脂基体、所述屏蔽剂和所述纤维的质量份数比为1：0.5：0.1至1：5：1。

进一步地，所述树脂基体为环氧树脂、聚乙烯、有机硅树脂、酚醛型氰酸酯树脂、硅芳炔树脂、杂化半陶树脂中的任意一种或任意多种的混合物。

进一步地，所述屏蔽剂为碳化硼、铅粉中的任意一种或两种的混合物。

进一步地，所述纤维为玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维中的任意一种或两种及两种以上的混合物。

本发明提供的一种核屏蔽材料制造方法，包括以下步骤：

制取基体混合物：将树脂基体和屏蔽剂按照预设比例混合。

制备核屏蔽材料：将所述基体混合物与纤维混合成型，制得核屏蔽材料。

进一步地，所述制取基体混合物步骤中，所述树脂基体和所述屏蔽剂的质量份数比为1：0.5至1：5。

进一步地，所述制备核屏蔽材料步骤中，所述混合成型的工艺为模压成型、热压罐成型或RTM成型。

进一步地，将短切玄武岩纤维与所述基体混合物搅拌混合，倒入模具中采用热压成型；所述热压成型条件为：先保持恒温恒压状态，升温至预设温度，再保持恒温恒压，后冷却至室温，成型为核屏蔽材料。

进一步地，将长切碳纤维与所述基体混合物混合后倒入模具中；所述模具真空密封后放入热压罐中固化成型，获得核屏蔽材料。

进一步地，采用连续玄武岩纤维编织为三维结构织物，所述三维结构织物采用多层角连锁结构；将所述三维结构织物放入模具中，向所述模具中注入所述基体混合物，固化成型，获取核屏蔽材料。