[发明专利]一种碳化硼核中子吸收材料及制备方法

摘要

本发明涉及一种结构功能一体化的碳化硼核中子吸收材料及其制备方法，包括以下步骤：将重量百分比为碳化硼粉(核级粉)85～98.5wt％，固相烧结助剂1～5wt％，液相烧结助剂0.5～10wt％三类原料放入球磨机混料容器，加入高分子材料为软模板，以及加入去离子水后进行球磨制浆，所得浆料固相含量为40～70wt％；所得浆料用喷雾干燥造粒机制得造粒粉；将造粒粉采用干压成型或冷等静压成型工艺在50‑300MPa下压成生坯；将生坯放入真空炉内，采用真空或常压烧结方式，在2000～2300℃温度下保温0.5～5h完成烧结得到碳化硼陶瓷。本发明以碳化硼核级粉为原料，以高分子材料为软模板，制备了多孔碳化硼核中子吸收材料，具有成本低、可批量化生产、游离碳含量低、中子吸收效率高、适于制备大尺寸复杂形状防护部件等优势，在小型核反应堆外层防护以及其它类型核反应堆防护中有良好的应用前景。

主权项

1.一种碳化硼核中子吸收材料及制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将各种原料按照一定配方比例放入混料容器中，所述的各种原料包括以下重量百分比的各组分：碳化硼核级粉85～98.5wt％，固相烧结助剂1～5wt％，液相烧结助剂0.5～10wt％；然后球磨制浆，球磨制浆前另外加入一定量的去离子水和高分子软模板材料，使所得的浆料的固相含量为40～70wt％。(2)将步骤(1)所得浆料，利用喷雾干燥造粒工艺制得造粒粉体，具体为：采用料浆泵将步骤(1)中制备的浆料送入喷雾干燥造粒机的造粒喷头中雾化，浆料泵输送浆料的压力为0.02～0.4Mpa；或者利用蠕动泵将浆料送入喷雾干燥造粒机的离心转盘喷头中形成微小雾滴，离心转盘转速为2000～20000转/分钟，喷雾干燥造粒机的进口温度为120～250℃，出口温度100～150℃。(3)将步骤(2)所制得的造粒粉采用干压法成型或冷等静压成型工艺压制成生坯，成型压力为50～300MPa。(4)将步骤(3)所制得的生坯放入真空烧结炉内，采用无压烧结工艺进行烧结。具体为：1400～1600℃以前控制炉内真空度为10～1000Pa，1400～1600℃通入氩气或氦气惰性保护气体，或在抽真空后加热前通入惰性保护气体至常压。设置一定的升温速率，在2000～2300℃温度下保温0.5～5h完成烧结得到碳化硼陶瓷。