[发明专利]一种结构功能一体化B4

说明书

本发明提出了一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料，组成成分由如下组分构成，按质量份数计：碳化硼粉50‑100份；铝粉120‑180份；石墨粉10‑20份；硼粉20‑50份；硅粉10‑15份；碳纤维30‑40份；中子吸收添加剂25‑45份。该种材料具有使用寿命长、使用性能佳、运送贮存量高的效果。

技术领域

本发明涉及一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料。

背景技术

随着我国核电规模的逐步扩大，乏燃料产生量将大幅增加，因此，乏燃料的贮存将会成为严峻问题。乏燃料的中间贮存为湿法贮存和干法贮存，前者是将高放射性乏燃料贮存在配有种子吸收材料制作的容器罐中。此外，将乏燃料从沿海核电站安全转运至后处理长的过程也需要能够屏蔽中子的运输容器。

目前，目前我国对中子吸收材料的研究相对国外较为滞后，核电站中乏燃料的贮存和运输用中子吸收材料有相当一部分需要从国外进口。因此，研发出一种使用寿命长、使用性能佳、运送贮存量高的中子吸收复合材料越来越受到我国研发人员的关注。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料。

具体的技术方案如下：

一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料，其特征在于，组成成分由如下组分构成，按质量份数计：

碳化硼粉50-100份；铝粉120-180份；石墨粉10-20份；硼粉20-50份；硅粉10-15份；碳纤维30-40份；中子吸收添加剂25-45份。

进一步的，所述中子吸收添加剂为多种中子吸收剂的混合物。

进一步的，所述中子吸收添加剂为钆、镉、铪的复合物。

进一步的，所述中子吸收添加剂为镉粉与铪粉的混合物。

进一步的，所述中子吸收添加剂由镉粉10-15份与铪粉15-35份混合而成，按质量份数计。

进一步的，所述组成成分的质量纯度均大于99.9％。

一种结构功能一体化B₄CAl中子吸收复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)称取，按照质量份数称取各个组分；

(2)碳化硼粉预处理，将碳化硼粉置于干燥箱中在120-150℃烘干 30-50min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷却至50-90℃，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450-550℃，煅烧时间1.5-2h；

(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110-130℃，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220-280℃，真空度≤5Pa，干燥时间45-60min；

(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50-60MPa，施压时间15-25min，施压后成坯料；