碳化硼陶瓷是一種具有優良性能的特種陶瓷，如高熔點、高硬度、低密度、耐磨性好、耐酸堿性強等特點，但由于其燒結溫度過高、難以致密化及韌性低等缺點，限制了它在工業上的廣泛應用。

近年來，碳化硼-鋁復合材料的研究較為***，鋁原料來源***，價格便宜，與碳化硼復合后的材料具有輕質、**、高韌的特點。

碳化硼-鋁復合材料具有良好的中子防護性能和抗彈性能，在中子防護裝置、裝甲材料和特殊用途防護方面得到了廣泛應用，特別是在核電領域，隨著我國核電行業的發展和乏燃料運輸儲存自主國產化的需求，BC/AL復合材料因其優異的性能越來越受關注。 隨著我國核電行業的發展和乏燃料運輸儲存自主國產化的需求，B4C/Al會因其優異的性能而越來越受關注。北京鋁碳化硼結構設計

在熱壓燒結過程中致密化的三種連續機制:

粒子重排，開口氣孔率降低，閉口氣孔率保持不變(溫度范圍：1800～1950℃)；塑性流動，導致開口氣孔率的關閉，而不會對閉口氣孔產生***影響(1950～2100℃)；熱壓結束時的體積擴散和氣孔消除(2100～2200℃)。

此外，為了降低燒結溫度和表面能、提高碳化硼陶瓷的綜合性能，必須加入添加劑來促進碳化硼的熱壓燒結。添加劑包括燒結助劑或第二相反應燒結，在高溫高壓條件下，可以促進燒結，控制晶粒長大，提高力學性能，獲得高致密度、高性能的碳化硼陶瓷產品。 江西標準鋁碳化硼碳化硼價格卻遠低于金剛石。

近年來，某研究所與中國核電工程有限公司合作，在B4C/Al中子吸收材料制備、模擬環境服役性能考核以及全尺寸工程件研制等方面開展了攻關研究。攻克了大尺寸坯錠制備過程中界面調控難題，突破了高含量B4C/Al薄板的高效、高成品率軋制成型瓶頸，開發出適用于復合材料焊接的焊接工具與焊接工藝，打通了從材料研制到器件成型的全鏈條技術途徑，為該材料的工程化應用奠定了堅實基礎。現已研制出B4C含量為15~35wt%的系列中子吸收板材，并完成了加速腐蝕、高溫老化、加速輻照及硼均勻性測試（中子吸收法）等實驗考核，材料性能***達到或（如耐腐蝕性等）明顯優于國外同類產品。

2、防中子核電站用屏蔽組件B4C具有密度小、硬度高、強度高、耐磨損、耐高溫、化學穩定性好等優點，將B4C粉體加入少量的助劑燒結為B4C塊體和板材可以用于核反應堆的屏蔽組件。

目前，快中子反應堆普遍采用不同10B富集度的熱壓燒結B4C芯塊作為中子吸收材料，如控制棒等，選用熱壓燒結天然 B4C芯塊制造屏蔽組件。

3、添加B4C的防輻射聚乙烯板含硼聚乙烯板板是一種含有元素B4C增強的高分子聚乙烯(UHMWPE)，元素B可以提供抵抗額外的中子輻射屏蔽作用。高分子聚乙烯基體是一種富氫材料，再結合B元素可以應用在核屏蔽領域中。富氫材料可以使中子衰減，而硼則易于吸收熱能化中子。含硼聚乙烯板板可用于核電站防輻射源的屏蔽防輻射材料

隨著我國核電行業的發展和乏燃料運輸儲存自主國產化的需求，B4C/AL復合材料收到越來越多重視。

長期以來，作為乏燃料儲存運輸關鍵的B4C/Al中子吸收材料被少數發達國家壟斷，我國長期依賴進口，嚴重制約了我國核電自主化與走出去的發展戰略。2017年，國家科技重大專項及中核集團科技專項“龍舟-CNSC 乏燃料運輸容器研制”項目成果——大型乏燃料運輸容器原型樣機通過驗收，并具備了批量化生產能力。這是我國乏燃料運輸史上具有里程碑意義的事件。而其中的關鍵材料，正是中科院金屬所研制的B4C/Al中子吸收材料，這一材料的國產化將為我國核電事業的發展和B4C/Al更***的應用提供重要支持。

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鋁碳化硼主要應用于核電站乏燃料的儲存、運輸等領域。北京鋁碳化硼結構設計

核燃料可分為金屬型、陶瓷型和彌散型，外面敷以鋁合金、鎂合金、鋯合金以及不銹鋼等包殼材料。燃料芯塊的表面必須機械磨光，以保證與包殼材料的配合。核電站的反應堆堆芯裝有100多個這樣的核燃料組件，總重量達幾十噸。B4C/A1復合材料具有良好的中子屏蔽性能、力學性能及穩定性等，主要應用于乏燃料車貯存格架、放射性**貯存容器等核輻射防護領域，是保護乏燃料“非臨界”安全的關鍵。目前，國內使用的中子屏蔽用B4C/A1復合材料均為美國或加拿大進口，其價格昂貴，且技術受限。該項目研制的B4C/A1中子吸收材料可滿足國內日益增長的乏燃料貯存的需求。北京鋁碳化硼結構設計

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