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湖北使用鋁碳化硼一體化

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-15

在直升機(jī)上的應(yīng)用方面,英國(guó)航天金屬基復(fù)合材料公司采用高能球磨粉末冶金法制備除了高剛度、耐疲勞的碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料,用該種材料制造的直升機(jī)旋翼系統(tǒng)連接用模鍛件,已成功地用于歐直公司生產(chǎn)的N4及EC-120新型直升機(jī),其應(yīng)用效果:與鋁合金相比,構(gòu)件的剛度提高約30%,壽命提高約5%;與鈦合金相比,構(gòu)件重量下降約25%。

碳纖維是纖維狀的碳素材料,含碳量在90%以上,力學(xué)性能優(yōu)異,具有低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性等優(yōu)良性能,被廣泛應(yīng)用于***及民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料主要有碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料和碳-碳復(fù)合材料。 鋁碳化硼在干、濕環(huán)境下均具有***的俘獲中子能力。湖北使用鋁碳化硼一體化

三、碳化硼(B4C)中子吸收材料B4C作為一種重要的快堆中子吸收材料,主要具有以下優(yōu)點(diǎn):√B4C中10B的中子吸收截面高,*次于Gd、Sm、Eu等稀土元素√吸收能譜寬√價(jià)格低、原料來(lái)源豐富√吸收中子后沒(méi)有強(qiáng)的γ射線二次輻射,從而廢料易于處理。所以,綜合考慮各種因素和成本,B4C材料成為快中子增殖堆中優(yōu)先的吸收材料。

四、B4C材料在核反應(yīng)堆中的具體應(yīng)用1、控制棒B4C控制棒(圖2),B4C熔點(diǎn)2450℃,密度2490kg/m3,不受酸和堿的侵蝕。在沸水堆中,常用B4C粉末包以不銹鋼制成十字型控制棒,而在快中子堆中,則常用B4C燒結(jié)塊包以不銹鋼做成棒組件。由于硼受輻照后產(chǎn)生氦,所以這種控制件要考慮棒的腫脹問(wèn)題。 江蘇大規(guī)模鋁碳化硼設(shè)計(jì)碳化硼-鋁復(fù)合材料特別是在核電領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

長(zhǎng)期以來(lái),作為乏燃料儲(chǔ)存運(yùn)輸關(guān)鍵的B4C/Al中子吸收材料被少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷,我國(guó)長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口,嚴(yán)重制約了我國(guó)核電自主化與走出去的發(fā)展戰(zhàn)略。2017年,國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)及中核集團(tuán)科技專(zhuān)項(xiàng)“龍舟-CNSC 乏燃料運(yùn)輸容器研制”項(xiàng)目成果——大型乏燃料運(yùn)輸容器原型樣機(jī)通過(guò)驗(yàn)收,并具備了批量化生產(chǎn)能力。這是我國(guó)乏燃料運(yùn)輸史上具有里程碑意義的事件。而其中的關(guān)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(guó)產(chǎn)化將為我國(guó)核電事業(yè)的發(fā)展和B4C/Al更***的應(yīng)用提供重要支持。


伴隨高新材料技術(shù)的發(fā)展,各種先進(jìn)材料在航空工業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越***。飛機(jī)結(jié)構(gòu)必須要有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗疲勞的能力,且總質(zhì)量在滿足各條件下**小。對(duì)于***飛機(jī)來(lái)說(shuō),還要考慮其生存力及其他特殊性能。而材料的選擇,是滿足這些條件的**主要因素之一。

金屬基復(fù)合材料,是以金屬或合金為基體,含有一種或數(shù)種金屬或非金屬增強(qiáng)體成分的復(fù)合材料。鋁、鎂、鈦是金屬基復(fù)合材料的主要基體,而增強(qiáng)材料一般主要為纖維、顆粒和晶須三類(lèi)。 碳化硼-鋁復(fù)合材料具有良好的中子防護(hù)性能和抗彈性能。

當(dāng)被***射中后,防彈陶瓷經(jīng)歷了三個(gè)過(guò)程:(1)初始撞擊階段:彈丸撞擊陶瓷表面,使彈頭變鈍,在陶瓷表面粉碎形成細(xì)小且堅(jiān)硬的碎塊區(qū)的過(guò)程中吸收能量;(2)侵蝕階段:變鈍的彈丸繼續(xù)侵蝕碎塊區(qū),形成連續(xù)的陶瓷碎片層;(3)變形、裂縫和斷裂階段:***陶瓷中產(chǎn)生張應(yīng)力使陶瓷碎裂,隨后背板變形,剩余的能量全部由背板材料的變形所吸收。彈丸撞擊陶瓷的過(guò)程中,彈丸和陶瓷均受到破壞。通俗來(lái)講,防彈陶瓷要足夠“硬”,能在撞擊過(guò)程中破壞彈體,防彈陶瓷還需要足夠“韌”,能在撞擊過(guò)程中釋放應(yīng)力吸收能量,由于陶瓷是脆的,所以這個(gè)“韌”指的不是產(chǎn)生塑性變形的韌性,而是斷裂韌性。杭州陶飛侖在在B4C/Al中子吸收材料制備方面開(kāi)展了大量研究。河南通用鋁碳化硼包括哪些

鋁與B4C顆粒復(fù)合后具備質(zhì)量輕、韌性高、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。湖北使用鋁碳化硼一體化

中子吸收材料又稱(chēng)中子毒物材料,是通過(guò)其含有的大量的中子吸收截面物質(zhì)(如硼、鎘、釓等)吸收熱中子,從而抑制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng),主要用于核燃料與乏燃料貯存和運(yùn)輸中,以保證貯運(yùn)的次臨界安全。

碳化硼增強(qiáng)鋁(B4C/Al)復(fù)合材料中子吸收材料是由B4C顆粒添加到鋁基體中形成的一種新型鋁基復(fù)合材料,因其硼含量高、密度低、熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在國(guó)外已替代傳統(tǒng)的硼不銹鋼等中子吸收材料大量應(yīng)用于核燃料/乏燃料高密度貯存和運(yùn)輸。 湖北使用鋁碳化硼一體化

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