[发明专利]一种结构功能一体化新型碳化硼-铝合金复合材料板材的制备工艺

摘要

本发明提出了一种结构功能一体化新型碳化硼‑铝合金复合材料板材的制备工艺，是针对核反应堆乏燃料释放中子的情况，采用铝粉、碳化硼粉以及硼粉为原料，经物料混合、冷压制坯、真空热压、热轧处理、退火处理，制成结构功能一体化B4CAl中子吸收复合材料，此制备方法工艺先进，数据翔实精确，制成的结构功能一体化B4CAl中子吸收复合材料组织致密性好，碳化硼在基体内分布均匀，结合紧密，除了主要成分碳化硼和硼粉以外，还采用特殊的中子吸收添加剂，制备效果极佳。

主权项

1.一种结构功能一体化新型碳化硼‑铝合金复合材料板材的制备工艺，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；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520‑550℃， 恒温保温1‑1.5H；继续加热至650‑750℃，恒温保温45‑68min；保温结束后对模具内的坯料施压，施压压强 50‑80MPa，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，使炉内压强回复到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；对成型坯料后进行2‑5次热轧处理，轧制道次间经450～500℃退火处理，退火完成后自然冷却至常温即可得到成品。