[发明专利]一种结构功能一体化B4

权利要求书

1.一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料，其特征在于，制备步骤如下：

(1)称取，按照质量份数称取各个组分；碳化硼粉50份；铝粉120份；石墨粉10份；硼粉20份；硅粉10份；碳纤维30份；中子吸收添加剂25份；中子吸收添加剂由镉粉10份与铪粉15份混合而成，按质量份数计；

(2)碳化硼粉预处理，将碳化硼粉置于干燥箱中在120℃烘干30min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷却至50℃，然后将碳化硼粉置于石英容器中，在电阻炉内煅烧，煅烧温度450℃，煅烧时间1.5h；

(3)硼粉预处理，将硼粉置于石英容器中，然后置于真空加热炉中干燥，干燥温度110℃，真空度≤5Pa，干燥时间20min；

(4)铝粉预处理，将铝粉置于石英容器中，然后置于真空加热炉中干燥，干燥温度220℃，真空度≤5Pa，干燥时间45min；

(5)物料混合，将碳化硼粉、铝粉、石墨粉、硼粉、硅粉、碳纤维、中子吸收添加剂进行混合，得到混合物料；

(6)冷压制坯，在模具底部装入垫块，将混合物料装入开合式模具型腔内，并由上压块压住混合物料；将装有混合物料的模具装入压力机上进行施压，施压压强50MPa，施压时间15min，施压后成坯料；

(7)热压成型；将装有坯料的模具移入真空热压炉内的工作台上，并密闭；保持炉内压强恒定在2Pa；真空热压炉内加热温度为520℃，恒温保温1h；继续加热至650℃，恒温保温45min；保温结束后对模具内的坯料施压，施压压强50MPa，施压时间15min；停止加热，停止施压，当真空热压炉温度降至200℃时，使炉内压强恢复到1个大气压；打开真空热压炉，取出模具；开模，取出坯料，得到成型坯料；

(8)对成型坯料进行2次热轧处理，轧制道次间经450℃退火处理，退火时间为1h；退火完成后自然冷却至常温即可得到成品。

2.一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料，其特征在于，制备步骤如下：

(1)称取，按照质量份数称取各个组分；碳化硼粉100份；铝粉180份；石墨粉20份；硼粉50份；硅粉15份；碳纤维40份；中子吸收添加剂45份；中子吸收添加剂由镉粉15份与铪粉35份混合而成，按质量份数计；

(2)碳化硼粉预处理，将碳化硼粉置于干燥箱中在150℃烘干50min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷却至90℃，然后将碳化硼粉置于石英容器中，在电阻炉内煅烧，煅烧温度550℃，煅烧时间2h；

(3)硼粉预处理，将硼粉置于石英容器中，然后置于真空加热炉中干燥，干燥温度130℃，真空度≤5Pa，干燥时间25min；

(4)铝粉预处理，将铝粉置于石英容器中，然后置于真空加热炉中干燥，干燥温度280℃，真空度≤5Pa，干燥时间60min；

(5)物料混合，将碳化硼粉、铝粉、石墨粉、硼粉、硅粉、碳纤维、中子吸收添加剂进行混合，得到混合物料；

(6)冷压制坯，在模具底部装入垫块，将混合物料装入开合式模具型腔内，并由上压块压住混合物料；将装有混合物料的模具装入压力机上进行施压，施压压强60MPa，施压时间25min，施压后成坯料；

(7)热压成型；将装有坯料的模具移入真空热压炉内的工作台上，并密闭；保持炉内压强恒定在2Pa；真空热压炉内加热温度为550℃，恒温保温1.5h；继续加热至750℃，恒温保温68min；保温结束后对模具内的坯料施压，施压压强80MPa，施压时间15min；停止加热，停止施压，当真空热压炉温度降至200℃时，使炉内压强恢复到1个大气压；打开真空热压炉，取出模具；开模，取出坯料，得到成型坯料；

(8)对成型坯料进行5次热轧处理，轧制道次间经500℃退火处理，退火时间为1-1.5h；退火完成后自然冷却至常温即可得到成品。

3.一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料，其特征在于，制备步骤如下：

(1)称取，按照质量份数称取各个组分；碳化硼粉77份；铝粉156份；石墨粉15份；硼粉29份；硅粉13份；碳纤维34份；中子吸收添加剂31份；中子吸收添加剂由镉粉11份与铪粉17份混合而成，按质量份数计；

(2)碳化硼粉预处理，将碳化硼粉置于干燥箱中在125℃烘干44min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷却至87℃，然后将碳化硼粉置于石英容器中，在电阻炉内煅烧，煅烧温度488℃，煅烧时间1.5h；

(3)硼粉预处理，将硼粉置于石英容器中，然后置于真空加热炉中干燥，干燥温度120℃，真空度≤5Pa，干燥时间20-25min；

(4)铝粉预处理，将铝粉置于石英容器中，然后置于真空加热炉中干燥，干燥温度270℃，真空度≤5Pa，干燥时间55min；

(5)物料混合，将碳化硼粉、铝粉、石墨粉、硼粉、硅粉、碳纤维、中子吸收添加剂进行混合，得到混合物料；

(6)冷压制坯，在模具底部装入垫块，将混合物料装入开合式模具型腔内，并由上压块压住混合物料；将装有混合物料的模具装入压力机上进行施压，施压压强55MPa，施压时间17min，施压后成坯料；

(7)热压成型；将装有坯料的模具移入真空热压炉内的工作台上，并密闭；保持炉内压强恒定在2Pa；真空热压炉内加热温度为540℃，恒温保温1.2h；继续加热至685℃，恒温保温55min；保温结束后对模具内的坯料施压，施压压强65MPa，施压时间15min；停止加热，停止施压，当真空热压炉温度降至200℃时，使炉内压强恢复到1个大气压；打开真空热压炉，取出模具；开模，取出坯料，得到成型坯料；

(8)对成型坯料进行4次热轧处理，轧制道次间经485℃退火处理，退火时间为1h；退火完成后自然冷却至常温即可得到成品。