[发明专利]一种耐高温腐蚀Mg-Pb-Al-B核屏蔽材料的制备方法

说明书

本发明公开一种耐高温腐蚀Mg‑Pb‑Al‑B核屏蔽材料的制备方法，包括以下操作步骤：包括以下操作步骤：（1）将Bi₂O₃、V₂O₅、Y₂O₃混合均匀后，加入至球磨机中，并向其中加入丙酮，球磨处理后，烘干，烧结处理后，得到混合稀土粉末；（2）将氟化铅和氟化钡混合后烧结处理，得到PbF₂/BaF₂共晶粉末；（3）将镁粉、铅粉、铝粉、含硼中间合金、混合稀土粉末、PbF₂/BaF₂共晶粉末加入至球磨机中，球磨处理后，得到喷涂粉体；（4）将喷涂粉体使用喷枪喷涂在基体表面后，得到耐高温腐蚀核屏蔽材料。采用本发明方法制得的核屏蔽材料，不仅具有优异的核屏蔽性能，而且在高温环境中，具有优异的耐腐蚀性能，极大地延长了核屏蔽材料的使用寿命。

技术领域

本发明属于核屏蔽材料制备技术领域，具体涉及一种耐高温腐蚀Mg-Pb-Al-B核屏蔽材料的制备方法。

背景技术

核反应堆运行时，堆芯将产生α、β、γ、X射线及中子(n)、质子(p)、重氢核(d)、裂变产物(FP)辐射，其中尤以γ射线和中子的穿透力较强，可对周边物体和人员产生辐照损伤。在核反应堆中，核裂变源的核心是燃料元件，屏蔽材料作为包容裂变产物和燃料芯体，它在承受高温、高压以及强烈中子辖照的同时还受到腐烛、裂变气体产生的压力、燃料的肿胀以及本身互相作用等各种危害，是工况苟刻的重要部件，如有破损，整个回路将被污染，可能涉及到人员的伤亡。现有技术中制得的核屏蔽材料，在高温环境下极易发生腐蚀的情况。

发明内容

为了提升核屏蔽材料在高温环境下的耐腐蚀性能，本发明提供一种耐高温腐蚀Mg-Pb-Al-B核屏蔽材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种耐高温腐蚀Mg-Pb-Al-B核屏蔽材料的制备方法，包括以下操作步骤：

（1）将Bi₂O₃、V₂O₅、Y₂O₃按照质量比为5-10:5-10:1的比例混合均匀后，加入至球磨机中，并向其中加入丙酮，球磨处理后，烘干，950-980℃烧结处理2-3h后，得到混合稀土粉末；

（2）将氟化铅和氟化钡按照质量比为49:35的比例混合后，在真空环境下烧结处理后，得到PbF₂/BaF₂共晶粉末；

（3）按重量份计，将38-45份镁粉、11-16份铅粉、25-30份铝粉、19-24份含硼中间合金、2-6份混合稀土粉末、1-4份PbF₂/BaF₂共晶粉末加入至球磨机中，球磨处理后，得到喷涂粉体；

（4）将喷涂粉体使用喷枪喷涂在基体表面后，得到耐高温腐蚀核屏蔽材料。

具体地，上述步骤（1）和步骤（3）中，球磨处理的工艺参数为：球磨介质为WC/Co硬质合金球，球料比3.0:1.0，转速250r/min，采用氩气保护，球磨时间均为8h。

具体地，上述步骤（1），丙酮与Bi₂O₃的体积质量比为1ml:4-6g。

具体地，上述步骤（2），烧结处理时，温度为1080℃，烧结处理的时间为30-40min。

具体地，上述步骤（3）中，含硼中间合金中元素含量为36.45%Mg、39.98%Al、12.73%B。

具体地，上述步骤（3）中，基体为不锈钢，基体在热喷涂前采用喷砂粗化处理。