[發明專利]一種結構功能一體化B4

有效

• 申請號: 201811171543.4
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109500387B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 克磊;馬云濤;韋江濤;壯新;唐小存
• 申請（專利權）人: 鎮江華核裝備有限公司
• 主分類號: B22F3/02
• 分類號: B22F3/02;B22F3/14;B22F3/18;B22F3/24;C22C30/00;G21F1/02
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

1.一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料，其特征在于，制備步驟如下：

(1)稱取，按照質量份數稱取各個組分；碳化硼粉50份；鋁粉120份；石墨粉10份；硼粉20份；硅粉10份；碳纖維30份；中子吸收添加劑25份；中子吸收添加劑由鎘粉10份與鉿粉15份混合而成，按質量份數計；

(2)碳化硼粉預處理，將碳化硼粉置于干燥箱中在120℃烘干30min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷卻至50℃，然后將碳化硼粉置于石英容器中，在電阻爐內煅燒，煅燒溫度450℃，煅燒時間1.5h；

(3)硼粉預處理，將硼粉置于石英容器中，然后置于真空加熱爐中干燥，干燥溫度110℃，真空度≤5Pa，干燥時間20min；

(4)鋁粉預處理，將鋁粉置于石英容器中，然后置于真空加熱爐中干燥，干燥溫度220℃，真空度≤5Pa，干燥時間45min；

(5)物料混合，將碳化硼粉、鋁粉、石墨粉、硼粉、硅粉、碳纖維、中子吸收添加劑進行混合，得到混合物料；

(6)冷壓制坯，在模具底部裝入墊塊，將混合物料裝入開合式模具型腔內，并由上壓塊壓住混合物料；將裝有混合物料的模具裝入壓力機上進行施壓，施壓壓強50MPa，施壓時間15min，施壓后成坯料；

(7)熱壓成型；將裝有坯料的模具移入真空熱壓爐內的工作臺上，并密閉；保持爐內壓強恒定在2Pa；真空熱壓爐內加熱溫度為520℃，恒溫保溫1h；繼續加熱至650℃，恒溫保溫45min；保溫結束后對模具內的坯料施壓，施壓壓強50MPa，施壓時間15min；停止加熱，停止施壓，當真空熱壓爐溫度降至200℃時，使爐內壓強恢復到1個大氣壓；打開真空熱壓爐，取出模具；開模，取出坯料，得到成型坯料；

(8)對成型坯料進行2次熱軋處理，軋制道次間經450℃退火處理，退火時間為1h；退火完成后自然冷卻至常溫即可得到成品。

2.一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料，其特征在于，制備步驟如下：

(1)稱取，按照質量份數稱取各個組分；碳化硼粉100份；鋁粉180份；石墨粉20份；硼粉50份；硅粉15份；碳纖維40份；中子吸收添加劑45份；中子吸收添加劑由鎘粉15份與鉿粉35份混合而成，按質量份數計；

(2)碳化硼粉預處理，將碳化硼粉置于干燥箱中在150℃烘干50min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷卻至90℃，然后將碳化硼粉置于石英容器中，在電阻爐內煅燒，煅燒溫度550℃，煅燒時間2h；

(3)硼粉預處理，將硼粉置于石英容器中，然后置于真空加熱爐中干燥，干燥溫度130℃，真空度≤5Pa，干燥時間25min；

(4)鋁粉預處理，將鋁粉置于石英容器中，然后置于真空加熱爐中干燥，干燥溫度280℃，真空度≤5Pa，干燥時間60min；

(5)物料混合，將碳化硼粉、鋁粉、石墨粉、硼粉、硅粉、碳纖維、中子吸收添加劑進行混合，得到混合物料；

(6)冷壓制坯，在模具底部裝入墊塊，將混合物料裝入開合式模具型腔內，并由上壓塊壓住混合物料；將裝有混合物料的模具裝入壓力機上進行施壓，施壓壓強60MPa，施壓時間25min，施壓后成坯料；

(7)熱壓成型；將裝有坯料的模具移入真空熱壓爐內的工作臺上，并密閉；保持爐內壓強恒定在2Pa；真空熱壓爐內加熱溫度為550℃，恒溫保溫1.5h；繼續加熱至750℃，恒溫保溫68min；保溫結束后對模具內的坯料施壓，施壓壓強80MPa，施壓時間15min；停止加熱，停止施壓，當真空熱壓爐溫度降至200℃時，使爐內壓強恢復到1個大氣壓；打開真空熱壓爐，取出模具；開模，取出坯料，得到成型坯料；

(8)對成型坯料進行5次熱軋處理，軋制道次間經500℃退火處理，退火時間為1-1.5h；退火完成后自然冷卻至常溫即可得到成品。

3.一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料，其特征在于，制備步驟如下：

(1)稱取，按照質量份數稱取各個組分；碳化硼粉77份；鋁粉156份；石墨粉15份；硼粉29份；硅粉13份；碳纖維34份；中子吸收添加劑31份；中子吸收添加劑由鎘粉11份與鉿粉17份混合而成，按質量份數計；

(2)碳化硼粉預處理，將碳化硼粉置于干燥箱中在125℃烘干44min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷卻至87℃，然后將碳化硼粉置于石英容器中，在電阻爐內煅燒，煅燒溫度488℃，煅燒時間1.5h；

(3)硼粉預處理，將硼粉置于石英容器中，然后置于真空加熱爐中干燥，干燥溫度120℃，真空度≤5Pa，干燥時間20-25min；

(4)鋁粉預處理，將鋁粉置于石英容器中，然后置于真空加熱爐中干燥，干燥溫度270℃，真空度≤5Pa，干燥時間55min；

(5)物料混合，將碳化硼粉、鋁粉、石墨粉、硼粉、硅粉、碳纖維、中子吸收添加劑進行混合，得到混合物料；

(6)冷壓制坯，在模具底部裝入墊塊，將混合物料裝入開合式模具型腔內，并由上壓塊壓住混合物料；將裝有混合物料的模具裝入壓力機上進行施壓，施壓壓強55MPa，施壓時間17min，施壓后成坯料；

(7)熱壓成型；將裝有坯料的模具移入真空熱壓爐內的工作臺上，并密閉；保持爐內壓強恒定在2Pa；真空熱壓爐內加熱溫度為540℃，恒溫保溫1.2h；繼續加熱至685℃，恒溫保溫55min；保溫結束后對模具內的坯料施壓，施壓壓強65MPa，施壓時間15min；停止加熱，停止施壓，當真空熱壓爐溫度降至200℃時，使爐內壓強恢復到1個大氣壓；打開真空熱壓爐，取出模具；開模，取出坯料，得到成型坯料；

(8)對成型坯料進行4次熱軋處理，軋制道次間經485℃退火處理，退火時間為1h；退火完成后自然冷卻至常溫即可得到成品。