CN111630954B - 一种铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料的制备方法 - Google Patents

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田朋
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Abstract

一种铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料的制备方法，属于辐射防护技术领域，其特征在于以铜粉作为基体，碳化硼和铅作为主要屏蔽组份，再辅以浸润组份和添加剂，按配方比例将各原料加入溶剂中混合均匀后进行干燥和初步氧化，然后将混合物进行压制成型，将压制成型的坯体进行程序热处理后自然冷却，即可获得新型铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料，制备的材料具有优异的力学性能，其抗压强度高达400MPa以上，屏蔽效率高样品厚度为5mm时中子屏蔽即可高达90～96％。本发明在原料成本、产品性能、工艺流程、环境友好和经济利润等方面具有显著优势，产品不仅适用于对力学性能要求较高的核电工业领域的辐射屏蔽，而且适用于医疗设备等造成的辐射防护。

Description

一种铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料的制备方法
技术领域
本发明属于辐射防护技术领域，特别涉及一种新型铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料的制备方法。
背景技术
随着核能技术的广泛应用以及电子科学技术的发展，辐射防护越来越受到人们的关注，辐射防护目前主要依赖于屏蔽材料的应用和发展。传统的屏蔽材料如混凝土、钢板等由于屏蔽性能差、使用灵活性较低等原因已不能适应实际应用需要。碳化硼由于具有中子俘获截面高的特点而成为重要的屏蔽材料，但是它在吸收中子后会伴随产生对人体产生伤害的
Figure BBM2020070900220000012
射线。铅是一种很好的γ射线屏蔽材料，将碳化硼和铅复合制备的复合屏蔽材料已经吸引了国内外科研工作者们的广泛关注，但是制备的材料仍存在力学性能较差、屏蔽效率不高、制备工艺条件苛刻等问题，限制了其应用范围。
本发明提出一种新型铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料的制备方法，将铜基材料的比强度高、耐磨性好、抗疲劳性优异等特点与碳化硼/铅材料屏蔽中子和γ射线的性质结合，制备质轻、力学性能良好和屏蔽性能优异的新型复合材料，可以在国防工业、核电工业和电子工业等领域广泛应用。
发明内容
本发明提出一种新型铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料的制备方法，制备的复合材料对中子和
Figure BBM2020070900220000014
射线具有优异的屏蔽性能，不仅适用于对力学性能要求较高的核电工业领域的辐射屏蔽，而且适用于医疗设备等造成的辐射防护。
本发明的技术方案为：以铜粉作为基体，碳化硼和铅作为主要屏蔽组份，再辅以浸润组份和添加剂，按配方比例将各原料加入溶剂中混合均匀后进行干燥和初步氧化，然后将混合物进行压制成型，将压制成型的坯体进行程序热处理后自然冷却，即可获得新型铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料。
本发明的基体、屏蔽组分、浸润组份、添加剂以及溶剂的种类和用量，干燥和氧化温度，压制成型所需压力和时间，程序热处理和冷却方式如下：
基体为铜，为粒度在50～500目范围的粉末；屏蔽组份为碳化硼和铅，其中碳化硼为粒度在50～500目范围内的粉末，铅为粒度在100～500目范围内的粉末；浸润组份在硅、铝、镍、钛及其氧化物中选取，是其中的一种或者两种以上的混合物；添加剂在锰、锌、铁、镁及其氧化物中选取，是其中的一种或者两种以上的混合物；溶剂在水、乙醇、甲醇、正己烷、乙醚中选取，是其中的一种或者两种以上的混合物；铜∶碳化硼∶铅∶浸润组份∶添加剂∶溶剂的质量比为(1～20)∶1∶(0.5～5)∶(0.1～2)∶(0.1～2)∶(2～40)；干燥和氧化温度为40～100℃；压制成型所采用的压力为8～40MPa，压制成型时间为0.5～6h；热处理时升温速率为3～20℃/min，热处理为在200～800℃温度进行阶段保温，热处理后样品的冷却为空气自然冷却。
其制备的工艺流程如下：
步骤1.将基体、屏蔽组份碳化硼、屏蔽组份铅、浸润组份、添加剂在溶剂中按照(1～20)∶1∶(0.5～5)∶(0.1～2)∶(0.1～2)∶(2～40)比例进行均匀混合；
步骤2.将步骤1得到的混合物置于温度为40～100℃的环境中进行干燥和氧化；
步骤3.将步骤2得到的混合物置于固定形状的模具中，采用的压力为8～40MPa，成型时间为0.5～6h进行压制成型；
步骤4.将步骤3得到成型坯体在200～800℃温度下，以升温速率为3～20℃/min进行程序热处理后自然冷却，得到一种新型铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料。
本发明的优点和效果在于，所制备的新型铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料具有优异的力学性能，其抗压强度高达400MPa以上，屏蔽效率高样品厚度为5mm时中子屏蔽即可高达90～96％，制备工艺简单，无污染物排放。该材料在力学性能、屏蔽效率、制备工艺等方面都体现出显著优势。
具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式和步骤：
实施例1
取300～400目的铜粉70克、200～300目的碳化硼40克、100～200目的铅粉60克、硅粉30克、铝粉20克和锌粉10克，在乙醇中混合均匀后，置于60℃的干燥箱内进行初步氧化和干燥，然后置入模具内利用压力设定为32MPa的压力机压制3h进行压制成型，之后将压制成型的坯体在马弗炉内进行程序热处理，自然冷却至室温，即可获得该材料。经过性能测试可知材料抗压强度高于400MPa，厚度为5mm时中子屏蔽率为93％。

Claims (1)

1.一种铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料的制备方法，其特征在于基体、屏蔽组分、浸润组份、添加剂以及溶剂的种类和用量，干燥和氧化温度，压制成型所需压力和时间，程序热处理和冷却方式如下：
基体为铜，为粒度在50～500目范围的粉末；
屏蔽组份为碳化硼和铅，其中碳化硼为粒度在50～500目范围内的粉末，铅为粒度在100～500目范围内的粉末；
浸润组份在硅、铝、镍、钛及其氧化物中选取，是其中的一种或者两种以上的混合物；
添加剂在锰、锌、铁、镁及其氧化物中选取，是其中的一种或者两种以上的混合物；
溶剂在水、乙醇、甲醇、正己烷、乙醚中选取，是其中的一种或者两种以上的混合物；
干燥和氧化温度为40～100℃；
压制成型所采用的压力为8～40MPa，压制成型时间为0.5～6h；
热处理时升温速率为3～20℃/min，热处理为在200～800℃温度进行阶段保温，热处理后样品的冷却为空气自然冷却；
其制备的工艺流程如下：
步骤1.将基体、屏蔽组份碳化硼、屏蔽组份铅、浸润组份、添加剂在溶剂中按照(1～20)∶1∶(0.5～5)∶(0.1～2)∶(0.1～2)∶(2～40)比例进行均匀混合；
步骤2.将步骤1得到的混合物置于温度为40～100℃的环境中进行干燥和氧化；
步骤3.将步骤2得到的混合物置于固定形状的模具中，采用的压力为8～40MPa，成型时间为0.5～6h进行压制成型；
步骤4.将步骤3得到成型坯体在200～800℃温度下，以升温速率为3～20℃/min进行程序热处理后自然冷却，得到一种铜基碳化硼/铅复合屏蔽材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109243654A (zh) * 2018-10-10 2019-01-18 镇江华核装备有限公司 一种核泄漏应急用屏蔽服的制备工艺
CN110965004A (zh) * 2019-09-04 2020-04-07 陈淑萍 一种耐高温腐蚀Mg-Pb-Al-B核屏蔽材料的制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109243654A (zh) * 2018-10-10 2019-01-18 镇江华核装备有限公司 一种核泄漏应急用屏蔽服的制备工艺
CN109243654B (zh) * 2018-10-10 2022-10-18 镇江华核装备有限公司 一种核泄漏应急用屏蔽服的制备工艺
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CN110965004B (zh) * 2019-09-04 2022-05-24 扬州斯帕克实业有限公司 一种耐高温腐蚀Mg-Pb-Al-B核屏蔽材料的制备方法

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