[發(fā)明專利]一種中子屏蔽防護(hù)材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810757924.4
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN108877975B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊福剛;王冰;劉利新;歐陽曉平;趙鎳;劉應(yīng)都;曹紅帥;李貝貝
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: G21F1/06
• 分類號: G21F1/06;G21F1/12;B82Y30/00;C04B35/563;C04B35/622
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.一種中子屏蔽防護(hù)材料，包括由碳化硼材料得到的基層，其特征在于，基層表面還結(jié)合形成有一層熱導(dǎo)率高于基層的表面層；

所述表面層由石墨烯材料、碳納米管材料和碳化硼材料得到；所述表面層材料按體積百分比組成如下：1%～10%的石墨烯，1%～20%的碳納米管，70%～98%的碳化硼。

2.如權(quán)利要求1所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，所述基層和表面層之間還設(shè)置有中間層，所述中間層由石墨烯材料和碳化硼材料得到。

3.如權(quán)利要求2所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，所述中間層材料按體積百分比組成如下：1%～10%的石墨烯，90%～99的碳化硼。

4.如權(quán)利要求2所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，采用以下步驟制備，a、鋪設(shè)基層的碳化硼粉末材料，然后分別鋪設(shè)中間層和表面層材料，中間層為將碳化硼粉和石墨烯粉通過球磨、電磁攪拌和超聲分散均勻制成的混合料，表面層為將碳化硼粉末、石墨烯粉末和碳納米管粉末通過球磨、電磁攪拌和超聲分散均勻，制成的混合料；

b、將鋪好層的材料粉末預(yù)壓呈毛坯并烘干；

c、將毛坯在六面頂壓機(jī)上用超高壓低溫快速燒結(jié)工藝燒結(jié)成型。

5.如權(quán)利要求4所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，每層所用的碳化硼顆粒，粒徑范圍為D=2～30μm，純度在95%以上。

6.如權(quán)利要求4所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，所述中間層和表面層制備時(shí)，各自在酒精溶液中超聲分散，在電磁攪拌器上電磁攪拌并烘干，具體超聲分散時(shí)間為60min～120min，電磁攪拌時(shí)間為30min～60min，球磨時(shí)間為2h～5h，球磨速率為100～280r/min。

7.如權(quán)利要求4所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，鋪層厚度為：基層5mm～8mm，中間層厚度為2mm～4mm，表面層2mm～4mm。

8.如權(quán)利要求4所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，所述超高壓低溫快速燒結(jié)工藝參數(shù)為：燒結(jié)壓力為3.5～5.5GPa、燒結(jié)溫度為900～1400℃、燒結(jié)時(shí)間為5～15min。

9.如權(quán)利要求4所述的中子屏蔽防護(hù)材料，其特征在于，碳納米管采用四種不同性質(zhì)的碳納米管中的一種或多種：（1）羥基化多壁碳納米管（OH-MCNTs），層數(shù)為10層，管平均長度為L=10~30μm，管徑為8nm，純度在95%以上；（2）非羥基化多壁碳納米管（MCNTs），層數(shù)為10層，管徑平均長度為L=15~40μm，管徑為8nm，純度在92%以上；（3）羥基化多壁碳納米管（MCNTs），層數(shù)為40層，管徑平均長度為L=15μm，管徑為28nm，純度在90%以上；（4）羥基化單壁碳納米管（SCNTs），層數(shù)為1層，管徑平均長度為L=5μm，管徑為2nm，純度在99%以上。