RU2761020C2 - Композиция из борокарбида вольфрама и железа для применения в целях защиты от ядерного излучения - Google Patents

Композиция из борокарбида вольфрама и железа для применения в целях защиты от ядерного излучения Download PDF

Info

Publication number
RU2761020C2
RU2761020C2 RU2019139243A RU2019139243A RU2761020C2 RU 2761020 C2 RU2761020 C2 RU 2761020C2 RU 2019139243 A RU2019139243 A RU 2019139243A RU 2019139243 A RU2019139243 A RU 2019139243A RU 2761020 C2 RU2761020 C2 RU 2761020C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
powder
nuclear radiation
added
iron
Prior art date
Application number
RU2019139243A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019139243A3 (ru
RU2019139243A (ru
Inventor
Джессика МАРШАЛЛ
Original Assignee
Хиперион Матириалз Энд Текнолоджиз (Свиден) Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хиперион Матириалз Энд Текнолоджиз (Свиден) Аб filed Critical Хиперион Матириалз Энд Текнолоджиз (Свиден) Аб
Publication of RU2019139243A3 publication Critical patent/RU2019139243A3/ru
Publication of RU2019139243A publication Critical patent/RU2019139243A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2761020C2 publication Critical patent/RU2761020C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1039—Sintering only by reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00—Boron; Compounds thereof
    • C01B35/02—Boron; Borides
    • C01B35/04—Metal borides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/058—Mixtures of metal powder with non-metallic powder by reaction sintering (i.e. gasless reaction starting from a mixture of solid metal compounds)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/062—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on B4C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/14—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on borides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C11/00—Shielding structurally associated with the reactor
    • G21C11/02—Biological shielding ; Neutron or gamma shielding
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C11/00—Shielding structurally associated with the reactor
    • G21C11/02—Biological shielding ; Neutron or gamma shielding
    • G21C11/028—Biological shielding ; Neutron or gamma shielding characterised by the form or by the material
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
    • G21F1/06—Ceramics; Glasses; Refractories
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
    • G21F1/08—Metals; Alloys; Cermets, i.e. sintered mixtures of ceramics and metals
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
    • G21F1/08—Metals; Alloys; Cermets, i.e. sintered mixtures of ceramics and metals
    • G21F1/085—Heavy metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/20—Refractory metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/35—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/05—Boride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/10—Carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C22C1/053—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor with in situ formation of hard compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0292—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with more than 5% preformed carbides, nitrides or borides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к композиции, используемой для защиты компонентов реактора от ядерного излучения. Порошковая композиция для защиты компонентов реактора от ядерного излучения содержит, ат.%: бор 21–41, железо 25–35, хром 2–4, углерод 3–10, вольфрам остальное. Способ изготовления компонента для защиты ректора от ядерного излучения включает обеспечение порошков, содержащих B, Fe, Cr, C и W, в указанном выше количестве, измельчение порошков с органическим связующим для получения порошковой смеси, прессование и реакционное спекание для получения спеченной композиции. Изобретение направлено на получение тонкого защитного слоя с оптимальными поглощающими свойствами, устойчивого к растрескиванию и не образующего в процессе эксплуации вредных побочных продуктов. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 1 пр.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композиции, способу изготовления этой композиции, а также к применению этой композиция в целях защиты от ядерного излучения в ядерном реакторе.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Уровень потребления энергии на одного человека превышает современные возможности ее выработки, в связи с чем возникла новая заинтересованность в возможностях использования ядерной энергии в качестве источника энергии с нейтральным уровнем эмиссии углерода, потенциально способного восполнить этот дефицит энергии. В частности, недавние достижения в области магнитных технологий делают возможность использования управляемого синтеза в качестве практически реализуемого источника энергии с отрицательной эмиссией углерода реальной альтернативой в ближайшем будущем. Более крупные реакторы, такие как Международный термоядерный экспериментальный реактор (International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) и Объединенный европейский "Токамак" (Joint European Torus, JET), планируют применять металлический вольфрам с бериллием для компонентов, обращенных к плазме. Однако в этом применении существует проблема с использованием металлического вольфрама, поскольку металлический вольфрам сложно производить большими партиями, и, кроме того, как вольфрам, так и бериллий могут образовывать опасные оксиды при высоких температурах. Поэтому существует стимул найти более дешевую и безопасную альтернативу.
При проектировании любого типа ядерного реактора важно учитывать необходимость защиты компонентов реактора от высокого потока нейтронов и гамма–излучения, создаваемого ядерным реактором. В части, касающейся защиты от излучения, существует необходимость в эффективной биологической защите, а также в способности защитить другие части реактора, например, электронные системы. Защитный материал должен обеспечивать защиту от широкого спектра высокоэнергетических радиоактивных частиц, включая α, β и γ–лучи, нейтроны, на малом расстоянии. Эти условия накладывают жесткие ограничения на тип используемых материалов. Также важно, чтобы сама защита была устойчива к активации и не подвергалась воздействию вредных радиоизотопов при облучении. Это означает, что нельзя использовать материалы, содержащие значительные количества Ni и Co, так как они представляют активационную опасность при облучении.
Как малые модульные ядерные реакторы деления, так и реакторы с магнитным удержанием предлагается использовать в качестве части атомных электростанций следующего поколения. Небольшие модульные атомные станции могут быть более безопасными и более эффективными, чем крупные атомные электростанции, которые используются в настоящее время. Что же касается термоядерных реакторов с магнитным удержанием, то в них для генерации магнитного поля применяется криогенно охлаждаемая медь и/или высокотемпературные сверхпроводники (HTS), поэтому пространство между плазменной камерой и холодными проводниками (медь/HTS) ограничено. В обоих случаях при выборе материала для защиты от излучения для этих типов реакторов существует дополнительная проблема, поскольку геометрия таких реакторов подразумевает ограниченное пространство, и поэтому материал защиты должен быть пригоден для нанесения тонкими слоями и сохранять при этом свою эффективность защиты.
Таким образом, задача состоит в том, чтобы найти альтернативный защитный материал, не требующий нанесения слишком толстого слоя для обеспечения хорошей защиты; этот материал также не должен образовывать опасных побочных продуктов под воздействием процесса ядерного синтеза. Очень важно, чтобы этот материал не содержал элементов, способных превращаться во вредные радионуклиды, и чтобы не требовалось выводить такое устройство из эксплуатации и перегружать топливо в конце рабочего цикла. Весьма существенной является возможность изготовления материала для данного применения с использованием обычных технологий. Наиболее подходящие материалы для этого применения также должны иметь достаточную стойкость к окислению и подходящую теплопроводность.
Сущность изобретения
Учитывая вышесказанное, предложена композиция, содержащая следующие элементы в атомных процентах (ат.%): бор (В) 21–41, железо (Fe) 25–35, хром (Cr) 2–4, углерод (С) 3–10, и остальное вольфрам (W). Настоящее изобретение позволяет получить материал с оптимальными свойствами для защиты от ядерного излучения, обладающий способностью спекаться, который имеет максимально возможную плотность и минимально возможную пористость.
Авторы изобретения обнаружили, что предложенные диапазоны составов позволяют получить композицию, обладающую наиболее оптимальными свойствами материала для защиты от ядерного излучения. Следовательно, был выбран такой баланс между бором и вольфрамом, чтобы композиция, предназначенная для использования в целях защиты от ядерного излучения, имела оптимальные поглощающие свойства.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления композиции, согласно которому:
а) обеспечивают один или более порошков, содержащих элементы B, Fe, Cr, C и W;
b) измельчают один или более порошков с органическим связующим для получения порошковой смеси;
с) спрессовывают измельченную порошковую смесь, и
d) спекают спрессованную порошковую смесь для получения спеченной композиции;
отличающемуся тем, что один или более порошков, добавленных на этапе (а), содержат следующие элементы в атомных процентах: бор 21–41, железо 25–35, хром 2–4, углерод 3–10, и остальное – вольфрам.
Кроме того, настоящее изобретение также относится к применению композиции для изготовления объекта, предназначенного для защиты от ядерного излучения в ядерном реакторе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 – изображение микроструктуры образца А, полученное методом оптической микроскопии.
Фигура 2 – изображение микроструктуры образца В, полученное методом оптической микроскопии.
Фигура 3 – изображение микроструктуры образца С, полученное методом оптической микроскопии.
Фигура 4 – изображение микроструктуры образца G, полученное методом оптической микроскопии.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Таким образом, один аспект настоящего изобретения относится к композиции, содержащей следующие элементы в атомных процентах (ат.%): бор (В) 21–41, железо (Fe) 25–35, хром (Cr) 2–4, углерод (С) 3–10, и остальное – вольфрам (W).
Было обнаружено, что данный состав образует наиболее стабильные микроструктуры с точки зрения достаточной спекаемости, подходящих механических свойств, устойчивости к растрескиванию и возникновению вырывов в процессе шлифования, а также сохранения минимального уровня пористости.
Атомный процент (ат.%)" элементов вычисляется следующим образом:
а) Вычисляют "проценты распределения по атомам" для каждого добавленного порошка, используя молекулярные массы элементов в данном порошке, например, для B4C относительное содержание бора рассчитывается следующим образом: (4 x молекулярный вес B (10,81))/((молекулярный вес углерода (12,01) + (4 x молекулярный вес бора (10,81)))) x 100=78,2 мас.% B. Значит "процент распределения по атомам" для C в B4C составляет 21,8 мас.%.
b) Вычисляют "распределение по атомам в граммах" путем умножения "процента распределения по атомам" на массу данного добавленного порошка (в граммах). Эта операция преобразует количество в массу атомов каждого элемента, присутствующих в составе.
с) Вычисляют "молярное количество", для чего берут "распределение по атомам в граммах" и делят его на молярную массу данного элемента. Таким способом определяется число молей атомов каждого элемента в составе.
d. Вычисляют "атомный процент (ат.%)", для чего берут "молярное количество" каждого элемента и делят его на сумму всех "молярных количеств", чтобы нормировать мольную долю каждого вида атомов в процент.
Приведенные выше и далее интервалы состава позволяют получить композицию, обладающую высокой плотностью, низкой пористостью и высокой теплопроводностью. Эта комбинация свойств материала обеспечивает максимально возможную способность защиты от ядерного излучения. Высокая плотность означает, что имеется максимально возможное количество атомов для поглощения нейтронов и электромагнитного излучения. Присутствие каких–либо пор в материале могло бы ухудшить способность композиции поглощать излучение и тепло. Поэтому желательно обеспечить минимально возможную пористость. Также целесообразно получить композицию с высокой теплопроводностью, чтобы уменьшить мощность, необходимую для отвода образующегося нежелательного тепла.
Согласно одному варианту изобретения содержание Fe в предлагаемой композиции составляет от 25 до 35 ат.%, например, от 28 до 32 ат.%, например, от 29 до 31 ат.%. Было обнаружено, что такой состав дает наиболее стабильные микроструктуры с точки зрения высокой спекаемости, подходящих механических свойств, устойчивости к растрескиванию и возникновению вырывов в процессе шлифования, а также сохранения минимального уровня пористости.
Бор (B) будет поглощать энергию нейтронов, тем самым облегчая защиту от них. Содержание B в данной композиции составляет от 21 до 41 ат.%. Для оптимальной защитной способности содержание B должно быть как можно выше, чтобы замедлять нейтроны. При слишком низком содержании B полученная композиция не будет иметь хорошей защитной способности. С другой стороны, при слишком высоком содержании B полученная композиция будет чрезмерно хрупкой, а также будет иметь недостаточное содержание W для защиты от более энергичных частиц, таких как γ–лучи.
Хром будет выступать в качестве поглотителя углерода, а также подавлять магнетизм Fe и повышать коррозионную стойкость. Важность коррозионной стойкости состоит в том, что она снижает риск окисления в процессе изготовления композиции.
Углерод (С) является измельчителем зерна. При слишком низком содержании C могут образовываться нежелательные хрупкие фазы, такие FeB, а при слишком высоком содержании C повышается склонность к образованию пор и хрупких, богатых углеродом фаз в композиции, которые могут ухудшить защитную эффективность данного материала.
Вольфрам (W), составляющий остальную часть композиции, обеспечит хорошую защиту от нейтронов, кроме того, среда с большим содержанием вольфрама благоприятна для уплотнения. Если добавлять W в основном в форме WC, то W потребляется C и Fe (Cr). Это означает, что при недостаточном количестве W остается свободный C. При наличии свободного W полученная композиция будет иметь низкую плотность и пористую микроструктуру. Поэтому W добавляют в основном в форме металлического W. Однако может быть целесообразным добавлять небольшие количества W в форме WC, например, не более 5 мас.% WC от общего состава, чтобы воспрепятствовать изменениям состава в результате захвата WC средой для измельчения или полиэтиленгликолем (ПЭГ), который используется в качестве органического связующего и действует как вспомогательное средство при прессовании. WC также может действовать как ядрообразующая затравка для роста WC/WB2 в целях поглощения углерода из B4C.
Предложенная композиция, обладающая хорошей спекаемостью, будет иметь объемную усадку, например 15–22%, и плотную спеченную структуру после спекания образца из спрессованного порошка.
В одном варианте осуществления в композиции, охарактеризованной выше или в дальнейшем, по меньшей мере 95 ат.% Fe находится в форме борида, интерметаллического борида или интерметаллического карбида.
В одном варианте осуществления в композиции, охарактеризованной выше или в дальнейшем, по меньшей мере 95 ат.% Cr находится в форме борида, интерметаллического борида или интерметаллического карбида.
В одном варианте осуществления в композиции, охарактеризованной выше или в дальнейшем, менее 5 ат.% Fe находится в форме FeCr.
Было замечено, что при бомбардировке цементированного карбидного материала нейтронами на границах "твердая фаза – фаза металлического связующего" образуются "пузырьки". Эти "пузырьки" могут затем накапливаться и превращаться в поры; присутствие пор в материале для защиты от ядерного излучения нежелательно, так они снижают защитную эффективность материала. Поэтому может быть целесообразным иметь материал, не содержащий фазы металлического связующего. В отличие от цементированного карбида в настоящем изобретении во время спекания весь B4C и W будет вступать в реакцию с FeCr, следовательно, полученная композиция не содержит фазы металлического связующего. Поэтому предложенная композиция не является цементированным карбидом. Обычно для цементированного карбида, когда добавляются порошки, содержащие Fe и Cr, обеспечивается состав, стехиометрически сбалансированный по углероду, большая часть Fe и Cr после спекания образуют фазу металлического связующего FeCr; например, по меньшей мере 95 ат.% Fe и по меньшей мере 95 ат.% Cr будут присутствовать в форме фазы металлического связующего FeCr, а в качестве интерметаллического карбида будут присутствовать только следовые количества Fe и Cr. Что же касается предложенной композиции, то в ней большая часть, например, по меньшей мере 95 ат.% Fe и по меньшей мере 95 ат.% Cr, присутствуют в форме борида, такого как FeB или Fe2B, или интерметаллического борида, такого как B8Fe5W7 или интерметаллического карбида. Кроме того, полностью отсутствуют или присутствуют лишь следовые количества фазы металлического связующего FeCr, например, менее 5 ат.%, поэтому можно считать, что предложенная композиция не содержит фазы металлического связующего.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу изготовления композиции, согласно которому:
а) обеспечивают один или более порошков, содержащих элементы B, Fe, Cr, C и W;
b) измельчают эти один или более порошков с органическим связующим для получения порошковой смеси;
с) спрессовывают измельченную порошковую смесь, и
d) спекают спрессованную порошковую смесь для получения спеченной композиции;
отличающемуся тем, что упомянутые один или более порошков содержат следующие элементы в атомных процентах:
бор 21–41,
железо 25–35,
хром 2–4,
углерод 3–10,
и остальное – вольфрам.
Измельчение одного или нескольких порошков вместе с органическим связующим обычно осуществляют в шаровой мельнице. Органическое связующее добавляют в качестве вспомогательного средства для прессования; обычно используется полиэтиленгликоль (ПЭГ), например, ПЭГ34. Затем порошку обычно придают форму посредством прессования, например, в прессе ТОХ. После прессования порошковую смесь спекают, например, в печи Sinter HIP. Однако для описанного здесь способа могут применяться и другие способы измельчения, формования и спекания, а также другие вспомогательные средства для прессования.
Также следует понимать, что может быть целесообразным добавить перед этапом спекания еще этап предварительного спекания.
В данном контексте термин "порошок" относится к мелким, сухим частицам твердого вещества.
В одном варианте осуществления способ спекания, охарактеризованный выше или в дальнейшем, представляет собой процесс реакционного спекания. В данном контексте термин "реакционное спекание" означает, что во время процесса спекания происходят химические реакции in situ, так что комбинация фаз, присутствующих в спеченной композиции, отличается от комбинации элементов и/или соединений, имеющихся в их порошковой форме. В этом состоит отличие от общепринятого жидкофазного спекания, обычно применяемого для получения цементированного карбида или кермета, потому что при обычном жидкофазном спекании комбинация фаз, присутствующих в спеченном материале, остается такой же, как исходная комбинация элементов и соединений, добавленных в их порошковом виде. Обычные цементированные карбиды, полученные жидкофазным спеканием, имеют некоторое количество реакций твердофазного уплотнения ниже точки жидкой фазы, однако подавляющая часть уплотнения происходит в интервале температур жидкой фазы, а не во время взаимодействий в твердом состоянии, чего нельзя сказать о композиции из материала, раскрытого в настоящем изобретении.
В настоящем изобретении процесс спекания можно осуществлять при температурах в интервале 1450–1520°С в вакууме или в процессе SinterHIPing (спекание–горячее изостатическое прессование) (обычно при около 50 бар) в атмосфере аргона. Эта реакция происходит в порошковой смеси при нагревании. Во время цикла спекания сначала удаляется органическое связующее. Затем происходят начальные реакции в твердом состоянии, обычно при температуре около 550°С. Следующие реакции начинают происходить при температуре около 800°С с образованием метастабильных фаз, а более стабильные фазы образуются при температуре 1000°С и выше. Во время процесса спекания присутствующие WC и B4C расходуются и образуются различные смешанные фазы, включая FeB, WB и WB2. Также могут присутствовать другие, более сложные фазы FexWyBz. Процесс реакционного спекания позволяет получить хорошую усадку и контроль размеров, так как этот процесс обеспечивает такую же потерю массы и объемную усадку, как и обычное жидкофазное спекание цементированных карбидов на основе вольфрама. В результате процесса реакционного спекания образуется композиция, в которой отсутствует какое–либо металлическое связующее, образовавшееся после спекания. Важно отметить, что эти композиции могут быть изготовлены с использованием стандартного промышленного оборудования и процессов для спекания.
В одном варианте осуществления бор добавляют в форме порошка B4C. Добавляемое количество составляет от 4 до 9 мас.% от общего количества добавленного одного или более порошков. Если количество B4C составляет менее 4 мас.%, полезный защитный материал с большим содержанием бора не будет получен, так как полученный материал будет иметь плохую спекаемость, значительное расслоение и будет очень хрупким. Добавление более 9 мас.% B4C ведет к проблемам со спекаемостью, поскольку возрастает риск пористости из–за возможно недостаточного количества металлического W для реакции с бором. Важно поддерживать пористость на максимально низком уровне, так как пористость влияет на эффективность защиты. В качестве альтернативы можно добавлять бор в эквивалентном количестве в виде FeB, WB, элементарного B или CrB.
В данном контексте термин "массовый процент" (мас.%) подразумевает относительные массы одного или нескольких взвешенных порошков по сравнению с общим количеством добавленного порошка.
В одном варианте осуществления способа, охарактеризованного выше или в дальнейшем, железо и хром добавляют в форме порошка FeCr в количестве 17–26 мас.%. Количество добавляемого FeCr выбирается таким образом, чтобы получить оптимальный атомный вес Fe в данной композиции. Согласно одному варианту осуществления содержание Cr в добавленном порошке FeCr составляет от 2 до 20 мас.%, например, от 2 до 8 мас.%, от общего количества FeCr. Иными словами, если количество FeCr, добавленного в состав, составляет 20 мас.%, то 0,4–4 мас.% от этого составляет Cr, а остальное – Fe. FeCr обычно добавляют в предварительно легированной форме, так как это снижает риск окислении и коррозии, обусловленный присутствующим Fe. Cr можно также добавлять в форме Cr3C2 или металлического Cr. Если FeCr сдержит менее чем 2 мас.% Cr, существует повышенный риск окисления во время обработки, и спеченная композиция будет иметь более низкую коррозионную стойкость. Однако если FeCr содержит более чем 20 мас.% Cr, концентрация Cr будет слишком высокой, и это приведет к итоговому уменьшению количества включенного B, что снижает защитную эффективность композиции. Наиболее часто используемым составом FeCr при производстве материалов W–B–FeCr является Fe8Cr (что означает, что FeCr содержит 8 мас.% Cr).
Согласно одному варианту осуществления способа, охарактеризованного выше и в дальнейшем, W добавляют в форме W и необязательно WC, например, необязательно <5 мас.% WC.
В рамках диапазонов составов, охарактеризованных выше или в дальнейшем, можно подобрать конкретные составы, чтобы получить наиболее оптимальные свойства композиции для использования в конкретном типе ядерного реактора или конкретной части ядерного реактора. Например, можно подобрать состав с более высоким содержанием W, если основной целью композиции является защита от потока с большой долей гамма–лучей и быстрых нейтронов. С другой стороны, можно подобрать состав с более высоким содержанием бора, если основной задачей композиции является защита от потока, в котором преобладают медленные нейтроны.
Представленные ниже примеры являются лишь иллюстративными и не имеют ограничительного значения.
ПРИМЕРЫ
Как показали эксперименты, наиболее перспективный результат продемонстрировали материалы, в которых в качестве основного компонента используется не WC, а металлический W.
Материалы, использованные в данном примере, были приготовлены с применением стандартных лабораторных методов порошковой металлургии. Во всех примерах FeCr был в форме Fe8Cr (что означает, что FeCr содержал 8 мас.% Cr), а источник бора был в форме B4C с целевым размером зерна 8 мкм. Порошки отвешивали в количествах, представленных в таблице 1, и измельчали с органическим связующим ПЭГ3400 и средой карбида вольфрама в соотношении порошок/измельчающая среда=9/1 в этиловом спирте и воде в течение 2 часов. Затем порошок сушили, просеивали и прессовали с целевым давлением 100 МПа в прессе TOX или разъемной пресс–форме. Спрессованные образцы спекали при температуре 1450–1520°С в течение 1 часа, используя вакуумный цикл (DMK) под давлением 50 бар. Для некоторых образцов с более высоким содержанием бора применялись более высокие температуры спекания, чтобы улучшить качество кристаллов и механические свойства (подробности приведены в таблице 1 ниже). Поперечные разрезы образцов подвергали мокрому шлифованию, а затем тонкой алмазной полировке с коллоидной двуокисью кремния в качестве окончательной стадии полировки. После этого образцы изучали с помощью оптической и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). В представленной ниже таблице 1 приведены сводные данные по изученным образцам, включая массовые проценты порошков в изученных образцах и состав спеченных образцов в атомных процентах, а в таблице 2 приведены свойства каждого примера материала после спекания.
Таблица 1
Образец Вес исходного порошкового материала в мас.% Состав в атомных % (at%) Замечания по спеченному образцу
WC Fe8Cr B4C W W C Fe Cr B
A 1 20 3 76 39,66 4,62 31,40 2,73 20,58 Хрупкая структура с расслаиванием, растрескивание при шлифовании.
B 1 30 8 61 21,1 9,04 31,03 2,73 36,2 Большие пустоты, хрупкое разрушение, приводящее к точечной коррозии на поверхности.
C 1 15 6 78 34,4 9,11 19,92 1,73 34,8 Высокая пористость и наличие пустот.
D
(изобретение)		 1 23 7 69 26,5 6,01 26,6 2,2 35,4 Меньше пор
E
(изобретение)		 1 25 9 65 22,1 7,29 25,5 2,2 40,1 Только небольшие пустоты
F (изобретение) 1 21,5 5,5 72 30,3 4,89 28,8 2,5 30,8 Только минимальные пустоты
Таблица 2
Образец Плотность (г.см–3) Плотность относительно теоретической плотности (%) HV30
(кгс мм–2)		 K1c
(MПa м0.5) (palmquist)		 Замечания
A 13,20 102,0 780 5,0 Хрупкая структура с расслаиванием, растрескивание при шлифовании
B 10,30 105,1 1015 6,5 Большие пустоты, хрупкое разрушение, ведущее к точечной коррозии на поверхности
C 11,37 95,3 801 7,3 Высокая пористость и наличие пустот.
D (изобретение) 10,81 101 1319 6,3 Меньше пор
E (изобретение) 10,37 105,5 1072 6,3 Только небольшие пустоты
F (изобретение) 12,62 110,3 1505 8,4 Только минимальные пустоты
Свойства, представленные в таблице 2, измерялись в соответствии с ISO 3369:1975 для плотности и ISO 3878:1983 для твердости. "Плотность относительно теоретической плотности (%)" определяется как измеренная плотность, деленная на теоретическую плотность х100. В настоящем изобретении это аппроксимированная теоретическая плотность, которую измеряют, поскольку в предложенных соединениях на основе боридов существует значительное количество фазового превращения, происходящего в процессе реакционного спекания. Теоретическая плотность определяется как средневзвешенная плотность реагентов до спекания.
Во многих примерах плотность относительно теоретической плотности превышает 100%, что, предположительно, обусловлено потерей углерода в процессе спекания.
Образцы A, B и C демонстрируют сравнительные составы, выходящие за рамки предложенных диапазонов составов и имеющие худшие структуры после спекания. Образцы D, E и F демонстрируют примеры составов, попадающих под объем изобретения и имеющих наиболее оптимизированные спеченные структуры.
На фиг. 1 представлено изображение микроструктуры образца A, полученное методом оптической микроскопии. Образец A содержит слишком много Fe, слишком мало B и слишком мало C. Этот образец хрупкий, также он плохо спекается и легко растрескивается при полировании. Длинные, тонкие элементы (2) в микроструктуре свидетельствуют о плохом удалении связующего.
На фиг. 2 представлено изображение микроструктуры образца B, полученное методом оптической микроскопии. В образце B содержится слишком много Fe и слишком мало W. В микроструктуре присутствуют пустоты (4) и наблюдается значительное хрупкое разрушение.
На фиг. 3 представлено изображение микроструктуры образца C, полученное методом оптической микроскопии. Образец C содержит слишком мало Fe. Этот образец очень пористый, и в микроструктуре присутствуют пустоты (4).
Образцы D, E и F имеют диапазоны составов в рамках настоящего изобретения. Эти образцы имеют в основном более высокую "плотность относительно теоретической плотности", содержат меньше пор и пустот и менее подвержены растрескиванию. На фиг.4 показан пример микроструктуры образца, попадающего под объем настоящего изобретения.
Структура и свойства композиции согласно настоящему изобретению имеют больше сходства с керамическим материалом, чем с цементированным карбидом. Анализ дифракции обратного рассеяния электронов (EBSD) показывает, что в структуре данной композиции преобладают области борида железа и вольфрама, разделенные боридом железа, со следами других фаз, таких как WB и WC, однако отсутствует фаза металлического связующего. Следовательно, в предложенной композиции отсутствуют границы типа "твердая фаза – фаза металлического связующего", где могут возникать "пузырьки".
В таблице 3 показаны результаты по относительному содержанию фаз, обнаруженных при анализе EBSD, который был выполнен на образцах E и F с использованием Zeiss Supra 55VP FEGSEM. Показатель "следы" означает относительное содержание <2%, "значительное" – 2–15%, "избыточное" – >15%, "преобладающее" – >25%. В пределах точности метода EBSD, позволяющего определить относительное количество различных фаз, этот анализ показал отсутствие обнаружимого FeCr, то есть <5 ат.%. Было обнаружено, что присутствующее Fe находится в форме Fe2B, FeB и B8Fe5W7, то есть >95 ат.% Fe присутствует в форме борида, интерметаллического борида или интерметаллического карбида.
Таблица 3
Фазы Образец E Образец F
WC 0,00 0,00
M6C/W2C/M7C3 0,00 Следы
FeCr 0,00 0,00
WB2 Следы Значительное
WB2 0,00 0,00
W2B Следы 0,00
Fe2B Значительное Следы
FeB Значительное Преобладающее
B8Fe5W7 1 Преобладающее Значительное

Claims (19)

1. Порошковая композиция для защиты компонентов реактора от ядерного излучения, содержащая следующие элементы, ат.%:
бор 21–41 железо 25–35 хром 2–4 углерод 3–10 вольфрам остальное
2. Композиция по п. 1, в которой по меньшей мере 95 ат.% Fe находится в форме порошка борида, интерметаллического борида или интерметаллического карбида.
3. Композиция по п. 1 или 2, в которой по меньшей мере 95 ат.% Cr находится в форме порошка борида, интерметаллического борида или интерметаллического карбида.
4. Композиция по любому из пп. 1-3, в которой менее 5 ат.% Fe находится в форме порошка FeCr.
5. Способ изготовления компонента для защиты ректора от ядерного излучения, включающий следующие этапы:
а) обеспечение одного или более порошков, содержащих B, Fe, Cr, C и W,
b) измельчение этих порошков с органическим связующим для получения порошковой смеси,
с) спрессовывание измельченной порошковой смеси, и
d) проведение реакционного спекания спрессованной порошковой смеси для получения спеченной композиции,
отличающийся тем, что порошки, которые добавляют на этапе (а), содержат следующие элементы, ат.%:
бор 21–41 железо 25–35
хром 2–4
углерод 3–10 вольфрам остальное
6. Способ по п. 5, в котором бор добавляют в форме порошка B4C в количестве 4-9 мас.%.
7. Способ по п. 5 или 6, в котором железо и хром добавляют в форме порошка FeCr в количестве 17-26 мас.%.
8. Способ по любому из пп. 5–7, в котором W добавляют в форме W и необязательно WC.
9. Способ по п. 8, в котором количество добавленного WC составляет менее 5 мас.%.
10. Применение порошковой композиции по любому из пп. 1-4 для изготовления компонента, предназначенного для защиты реактора от ядерного излучения.
RU2019139243A 2017-05-11 2018-02-23 Композиция из борокарбида вольфрама и железа для применения в целях защиты от ядерного излучения RU2761020C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17170735.9A EP3401413B1 (en) 2017-05-11 2017-05-11 An iron tungsten borocarbide body for nuclear shielding applications
EP17170735.9 2017-05-11
PCT/EP2018/054585 WO2018206173A1 (en) 2017-05-11 2018-02-23 An iron tungsten borocarbide body for nuclear shielding applications

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019139243A3 RU2019139243A3 (ru) 2021-06-11
RU2019139243A RU2019139243A (ru) 2021-06-11
RU2761020C2 true RU2761020C2 (ru) 2021-12-02

Family

ID=58772342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139243A RU2761020C2 (ru) 2017-05-11 2018-02-23 Композиция из борокарбида вольфрама и железа для применения в целях защиты от ядерного излучения

Country Status (14)

Country Link
US (1) US11279991B2 (ru)
EP (2) EP3401413B1 (ru)
JP (1) JP7097392B2 (ru)
KR (1) KR102563401B1 (ru)
CN (1) CN110603340B (ru)
BR (1) BR112019023343B1 (ru)
CA (1) CA3060114A1 (ru)
ES (2) ES2965904T3 (ru)
HU (1) HUE049251T2 (ru)
PT (1) PT3650562T (ru)
RU (1) RU2761020C2 (ru)
SI (1) SI3401413T1 (ru)
TW (1) TWI759437B (ru)
WO (1) WO2018206173A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112779455A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 有研工程技术研究院有限公司 一种高密度含硼复合材料制备方法
US11351609B2 (en) * 2020-07-15 2022-06-07 Millennitek Llc Synthesis of tungsten tetraboride
CN113755711B (zh) * 2021-08-18 2022-05-20 西安理工大学 一种W-Fe-B硬质合金的制备方法
CN113798487B (zh) * 2021-08-27 2022-07-08 四川大学 一种Fe基球形屏蔽合金粉末及其制备方法
CN114525451B (zh) * 2022-02-08 2023-04-14 有研工程技术研究院有限公司 一种屏蔽型非等原子比高熵合金钢及其制备方法
CN115125424B (zh) * 2022-05-25 2023-03-10 广州赛隆增材制造有限责任公司 间接3d打印用金属陶瓷喂料及其制备方法、应用
CN116254433B (zh) * 2023-03-17 2023-07-21 哈尔滨工业大学 一种低密度高强韧AlMoNbTaTiZr系难熔高熵合金的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2109409A (en) * 1981-10-19 1983-06-02 Toyo Kohan Co Ltd Sintered hard alloy
RU2138575C1 (ru) * 1994-08-15 1999-09-27 Искар ЛТД Спекаемая порошковая смесь для производства материала в виде связанных карбидов на вольфрамовой основе
WO2012023265A1 (ja) * 2010-08-18 2012-02-23 東洋鋼鈑株式会社 熱中性子遮蔽材料及びその製造方法
RU2532776C1 (ru) * 2013-06-21 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" Твердый сплав на основе вольфрама (варианты)
CN105803267A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 北京有色金属研究总院 屏蔽中子和γ射线的核反应堆用铝基复合材料及制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3988118A (en) 1973-05-21 1976-10-26 P. R. Mallory & Co., Inc. Tungsten-nickel-iron-molybdenum alloys
JPS583001B2 (ja) * 1977-12-16 1983-01-19 財団法人特殊無機材料研究所 中性子吸収材とその製造方法
EP0484014A1 (en) * 1990-11-02 1992-05-06 The Dow Chemical Company Boron carbide-reactive metal cermets having microstructure tailored by post-densification heat treatment
CN100554468C (zh) * 2004-03-05 2009-10-28 三菱综合材料C.M.I.株式会社 具有高强度和高硬度的钨系烧结材料以及由其制成的光学玻璃透镜的热压成型模具
CA2634031C (en) * 2005-12-20 2014-03-25 H.C. Starck Gmbh Titanium, zirconium and hafnium borides, a method for their production and use thereof
US8221517B2 (en) * 2008-06-02 2012-07-17 TDY Industries, LLC Cemented carbide—metallic alloy composites
CN101353771B (zh) * 2008-09-09 2010-09-01 沈阳铸造研究所 一种钨基非晶合金
US9328404B2 (en) 2009-04-20 2016-05-03 Lawrence Livermore National Security, Llc Iron-based amorphous alloys and methods of synthesizing iron-based amorphous alloys
CN103459351B (zh) * 2010-12-28 2015-11-25 维尔科材料有限公司 基于碳化硼的材料和其制造工艺
KR102061839B1 (ko) * 2012-07-30 2020-01-02 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 중성자 흡수소재 및 그의 제조방법
CN103695680B (zh) * 2013-12-11 2016-04-27 西安交通大学 一种Fe、W、C三元相碳化物Fe6W6C的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2109409A (en) * 1981-10-19 1983-06-02 Toyo Kohan Co Ltd Sintered hard alloy
RU2138575C1 (ru) * 1994-08-15 1999-09-27 Искар ЛТД Спекаемая порошковая смесь для производства материала в виде связанных карбидов на вольфрамовой основе
WO2012023265A1 (ja) * 2010-08-18 2012-02-23 東洋鋼鈑株式会社 熱中性子遮蔽材料及びその製造方法
RU2532776C1 (ru) * 2013-06-21 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" Твердый сплав на основе вольфрама (варианты)
CN105803267A (zh) * 2014-12-29 2016-07-27 北京有色金属研究总院 屏蔽中子和γ射线的核反应堆用铝基复合材料及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018206173A1 (en) 2018-11-15
JP7097392B2 (ja) 2022-07-07
HUE049251T2 (hu) 2020-09-28
EP3401413A1 (en) 2018-11-14
PT3650562T (pt) 2023-10-19
SI3401413T1 (sl) 2020-03-31
ES2965904T3 (es) 2024-04-17
EP3650562A1 (en) 2020-05-13
US20200176142A1 (en) 2020-06-04
BR112019023343B1 (pt) 2023-04-11
TW201900895A (zh) 2019-01-01
CA3060114A1 (en) 2018-11-15
US11279991B2 (en) 2022-03-22
BR112019023343A2 (pt) 2020-06-16
KR20200004806A (ko) 2020-01-14
JP2020519887A (ja) 2020-07-02
RU2019139243A3 (ru) 2021-06-11
EP3401413B1 (en) 2020-01-08
CN110603340B (zh) 2021-12-31
CN110603340A (zh) 2019-12-20
ES2775216T3 (es) 2020-07-24
EP3650562B1 (en) 2023-09-27
RU2019139243A (ru) 2021-06-11
KR102563401B1 (ko) 2023-08-03
TWI759437B (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2761020C2 (ru) Композиция из борокарбида вольфрама и железа для применения в целях защиты от ядерного излучения
Ishijima et al. Microstructure and bend ductility of W-0.3 mass% TiC alloys fabricated by advanced powder-metallurgical processing
FI94002C (fi) Sintrattu neutroneja absorboiva monikidekappale, kappaleista koostuva säätösauva vesijäähdytteiseen ydinreaktoriin sekä menetelmä sintratun kappaleen valmistamiseksi
JP2021032712A (ja) 中性子遮蔽材とその製造方法
Litwa et al. The effect of He+ irradiation on hardness and elastic modulus of Fe-Cr–40 wt.% TiB2 composite rod designed for neutron absorbing
Veleva Contribution to the production and characterization of WY, W-Y2O3 and W-TiC materials for fusion reactors
WO2023091193A2 (en) Shielding applications of metal borides and composites thereof
Lin et al. Oxidation resistance of WB and W2B-W neutron shields
Litwa et al. A novel Fe–Cr–Nb matrix composite containing the TiB2 neutron absorber synthesized by mechanical alloying and final hot isostatic pressing (HIP) in the Ti-tubing
Sun et al. Optimization of Processing Parameters for WC-11Co Cemented Carbide Doped with Nano-Crystalline CeO 2
Mishchenko et al. Thermophysical properties and oxidation behaviour of the U0. 8Zr0. 2N solid solution
Telu et al. Effect of 10 at.% Nb addition on Sintering and High Temperature Oxidation of W0. 5Cr0. 5 Alloy
CN118497584A (zh) 一种结构功能一体化屏蔽高熵合金及其制备方法
WO2024200457A1 (en) Cutting tool
Mouawad et al. Sintering of ferritic and austenitic nanopowders using Spark Plasma Sintering
Imtyazuddin UK, May 2022
JP3864182B2 (ja) 核融合炉プラズマ対向材料用ベリリウム金属間化合物
CN117344195A (zh) 一种钨硼不锈钢复合材料及其制备方法
Raharijaona et al. Sintering 3-Atmospheres & Dimensional Control: Effect of Oxygen Content on the Sintering of Tungsten/Copper Powder Mixtures
Nenoff et al. Demonstrate Scale-up Procedure for Glass Composite Material (GCM) for Incorporation of Iodine Loaded AgZ.
Miyano et al. Sintered Nickel Casing for Irradiation Targets
Knight et al. Development and characterization of solid solution tri-carbides
Hunn Investigation of oxidation resistance improvements for zirconium aluminide
Kaufman Fabrication Development of Boron Carbide and Boron Carbide+ silicon Carbide Mixtures for Possible Application as Lumped Burnable Poisons in PWR-2
Dewangan et al. Surface Morphology Transformation and Densification Behavior of Conventional Sintered Alfeconisix (X= 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8) High-Entropy Alloys

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner