CN1933032A - 热中子屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种热中子屏蔽材料及其制备方法，采用等离子喷涂、爆炸喷涂或固体渗硼处理，制定合适的工艺参数，在钢材表面制备喷涂碳化硼涂层或极稳定的化合物FeB和Fe2B，可以在基体表面得到含硼量不同的屏蔽层，并可根据具体需要选择厚度合适的钢铁板材，利用不同的工艺调整涂层或渗层厚度，以达到工业用要求。该方法制备的屏蔽钢板可用于核反应堆屏蔽壳体、军用坦克等车辆的装甲板等，对国防和民用有着重要意义。经过热中子屏蔽试验检验，具有良好的屏蔽效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种热中子屏蔽材料，属于辐射防护领域。
背景技术
随着科学的发展，放射性物质的使用日益广泛。现有热中子屏蔽材料一般用聚乙烯、聚丙烯、聚氧乙烯、聚氨酯等聚合物与中子屏蔽物质混合后制成，这种屏蔽材料生产工序繁琐，使用温度范围较窄，熔点偏低，150℃左右即发生软化，在0℃以下变硬变脆，不抗冲击和振动，不能完全满足使用要求。另一种屏蔽材料硼钢(含硼量0.1～0.6％)生产成本较高，脆性较大，屏蔽效果不理想，在辐射防护技术领域使用范围不广。
发明内容
本发明是为了制取一种对热中子有屏蔽作用的材料，具有原材料广泛，加工方便、使用温度范围广、耐冲击、强度高等特点，并且成本较低，机械性能较高，防辐照和屏蔽性能较好。适合用于核反应堆屏蔽壳体、军用坦克等装甲车辆的防护板等场合，对国防和民用都有着重要意义。
元素硼(主要是同位素10B)有很大的热中子吸收截面，是一种良好的热中子吸收剂，并且俘获热中子后，产生辐射能量低，很容易被阻止。半衰期短，材料退役处理方便、安全。所以硼以及含硼量高的材料是一种优良的反应堆热中子屏蔽材料。
本发明利用等离子束流、爆炸喷涂或固体渗硼热处理工艺，通过制定合适的工艺参数，在常用普通钢板或不锈钢板材表面制备结合强度高BmCn涂层或稳定的化合物FeB和Fe2B相，可以在基体表面得到含硼量不同的屏蔽层，并可根据具体需要选择厚度合适的钢铁板材，利用不同的工艺调整涂层或渗层厚度，以达到工业用要求。该方法制备的屏蔽钢板经中子屏蔽试验检验，具有良好的屏蔽效果。
具体实施方式
下面给出本发明的一个实例。
样品基材304不锈钢。采用等离子喷涂碳化硼工艺在不锈钢表面制备200μm厚度的碳化硼涂层。和未经处理的基材相比，热中子吸收数据如表格所示，材料涂层或渗层后，镉下热中子计数降低，即热中子屏蔽能力增加，并且平均增幅为6.6％。
| 样品编号 | 样品厚度/mm | H-Hi(镉下热中子计数) | ||||
| 304不锈钢 | 喷涂后样品 | 二者差额 | (差额)/基材％ | 平均增幅％ | ||
| 无材料 | 0 | 3474 | 3470 | ---- | 6.6 | |
| 1×1片 | 4 | 425 | 419 | 6 | 1.4 | |
| 1×3片 | 12 | 88 | 82 | 6 | 6.8 | |
| 1×5片 | 20 | 70 | 65 | 5 | 7.1 | |
| 1×7片 | 28 | 48 | 46 | 2 | 4.2 | |
| 1×9片 | 36 | 34 | 32 | 2 | 5.9 | |
| 1×10片 | 40 | 28 | 24 | 4 | 14.3 | |
该材料即具有钢材的强度，又具有屏蔽材料的特性。
Claims (2)
1.一种热中子屏蔽钢板，其特征在于采用等离子喷涂、爆炸喷涂或固体渗硼处理方法，在钢材表面制备喷涂碳化硼涂层或极稳定的其它硼相化合物层，该方法制备的屏蔽钢板可用于核反应堆屏蔽壳体、军用坦克等车辆的装甲板等。
2.按照权利要求1所述的屏蔽钢板，为得到不同的涂层或渗层厚度而制定的不同的工艺参数，从而达到不同的屏蔽效果，以适应工业屏蔽用要求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510103118 CN1933032A (zh) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 热中子屏蔽材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510103118 CN1933032A (zh) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 热中子屏蔽材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1933032A true CN1933032A (zh) | 2007-03-21 |
Family
ID=37878800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200510103118 Pending CN1933032A (zh) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 热中子屏蔽材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1933032A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101284306B (zh) * | 2008-04-29 | 2010-06-02 | 沈阳铸造研究所 | 高硼钢中子吸收材料制备方法 |
| CN102634752A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-08-15 | 株洲西迪硬质合金科技有限公司 | 一种耐磨组合件的渗硼方法 |
| CN102982856A (zh) * | 2011-05-07 | 2013-03-20 | Gip国际有限公司 | 用于核反应堆应用的中子吸收复合材料 |
-
2005
- 2005-09-16 CN CN 200510103118 patent/CN1933032A/zh active Pending
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| CN102982856A (zh) * | 2011-05-07 | 2013-03-20 | Gip国际有限公司 | 用于核反应堆应用的中子吸收复合材料 |
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