[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

本發明提出了一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料，組成成分由如下組分構成，按質量份數計：碳化硼粉50?100份；鋁粉120?180份；石墨粉10?20份；硼粉20?50份；硅粉10?15份；碳纖維30?40份；中子吸收添加劑25?45份。該種材料具有使用壽命長、使用性能佳、運送貯存量高的效果。

技術領域

本發明涉及一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料。

背景技術

隨著我國核電規模的逐步擴大，乏燃料產生量將大幅增加，因此，乏燃料的貯存將會成為嚴峻問題。乏燃料的中間貯存為濕法貯存和干法貯存，前者是將高放射性乏燃料貯存在配有種子吸收材料制作的容器罐中。此外，將乏燃料從沿海核電站安全轉運至后處理長的過程也需要能夠屏蔽中子的運輸容器。

目前，目前我國對中子吸收材料的研究相對國外較為滯后，核電站中乏燃料的貯存和運輸用中子吸收材料有相當一部分需要從國外進口。因此，研發出一種使用壽命長、使用性能佳、運送貯存量高的中子吸收復合材料越來越受到我國研發人員的關注。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料。

具體的技術方案如下：

一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料，其特征在于，組成成分由如下組分構成，按質量份數計：

碳化硼粉50-100份；鋁粉120-180份；石墨粉10-20份；硼粉20-50份；硅粉10-15份；碳纖維30-40份；中子吸收添加劑25-45份。

進一步的，所述中子吸收添加劑為多種中子吸收劑的混合物。

進一步的，所述中子吸收添加劑為釓、鎘、鉿的復合物。

進一步的，所述中子吸收添加劑為鎘粉與鉿粉的混合物。

進一步的，所述中子吸收添加劑由鎘粉10-15份與鉿粉15-35份混合而成，按質量份數計。

進一步的，所述組成成分的質量純度均大于99.9％。

一種結構功能一體化B₄CAl中子吸收復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)稱取，按照質量份數稱取各個組分；

(2)碳化硼粉預處理，將碳化硼粉置于干燥箱中在120-150℃烘干 30-50min，真空度≤2Pa，烘干后自然冷卻至50-90℃，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450-550℃，煅燒時間1.5-2h；

(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110-130℃，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220-280℃，真空度≤5Pa，干燥時間45-60min；

(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50-60MPa，施壓時間15-25min，施壓后成坯料；