[發明專利]一種結構功能一體化中子吸收材料高溫強化方法

在審

• 申請號: 201910097745.7
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109797309A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 王鑫;張鵬程;劉彥章;龐曉軒;王傲松;白彬;唐邵華;羅昊;左永德;張佳佳;唐瓊輝
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國工程物理研究院材料研究所;深圳中廣核工程設計有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;B22F3/04;B22F3/18;B22F3/20;C22C21/00;C22C32/00;G21F1/08
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

1.一種結構功能一體化中子吸收材料高溫強化方法，其特征在于，采用粉末冶金和壓力成型方式制備實現材料致密化，包括以下步驟：

1)將5～20wt.％的B₄C、1～8wt.％的納米氧化物材料和鋁合金粉末通過高能球磨方式進行均勻混合；

2)將混合均勻的粉末進行冷等靜壓方式壓制成型為坯錠，并將壓制成型的坯錠置于鋁包套中進行高溫真空除氣處理，達到所需真空度后將坯錠封焊在鋁包套中，然后將經高溫真空除氣處理的坯錠和鋁包套進行熱壓成型、熱鍛成型、熱擠壓成型或熱軋成型處理；或

直接將步驟1)中混合均勻的粉末進行熱擠壓成型處理；

3)將步驟2)中成型的材料通過冷等靜壓方式壓制成型；

4)將步驟3)中壓制成型的材料在一定溫度下進行軋制，得到所需的中子吸收材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，熱壓成型、熱鍛成型、熱擠壓成型溫度為450～670℃，壓力為20～120MPa；熱軋成型的溫度為500～650℃，每道次軋制時間為1～5min，每道次變形量為12～35％。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，真空除氣溫度為300～600℃，真空度不低于6×10^-3Pa。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，冷等靜壓壓力為150～250MPa。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中，球料比為1:5～5:1。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，冷等靜壓壓力為100～300MPa。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)中，軋制溫度為400℃～500℃，道次變形量為10％～30％，總變形量為30％～60％。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米氧化物選自Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Y₂O₃、Gd₂O₃中的一種或幾種。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米氧化物顆粒的粒徑D97≤100nm。

10.一種結構功能一體化中子吸收材料，其特征在于，所述結構功能一體化中子吸收材料通過權利要求1～9中任一項所述的方法制得。