近年來(lái),某研究所與中國(guó)核電工程有限公司合作,在B4C/Al中子吸收材料制備、模擬環(huán)境服役性能考核以及全尺寸工程件研制等方面開(kāi)展了攻關(guān)研究。攻克了大尺寸坯錠制備過(guò)程中界面調(diào)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(kāi)發(fā)出適用于復(fù)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(shù)途徑,為該材料的工程化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。現(xiàn)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(cè)試(中子吸收法)等實(shí)驗(yàn)考核,材料性能***達(dá)到或(如耐腐蝕性等)明顯優(yōu)于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品。作為中子吸收材料是B4C/Al**主要的應(yīng)用領(lǐng)域。上海標(biāo)準(zhǔn)鋁碳化硼發(fā)展趨勢(shì)
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。 浙江質(zhì)量鋁碳化硼檢測(cè)技術(shù)B4C/Al復(fù)合材料也可作為結(jié)構(gòu)材料,因其較低的密度和較高的強(qiáng)度,可應(yīng)用于飛機(jī)的各類(lèi)構(gòu)件中。
由于粉料在加熱加壓進(jìn)行時(shí)處于熱塑性狀態(tài),所以有利于顆粒擴(kuò)散和傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行,能有效降低燒結(jié)溫度,減少燒結(jié)時(shí)間,因而可獲得致密度高、氣孔小而少、晶粒細(xì)小和力學(xué)性能良好的碳化硼陶瓷制品。通常熱壓燒結(jié)條件為:真空或惰性氣氛壓力20~40MPa,溫度2200~2300 ℃,保溫時(shí)間0.5~2h。碳化硼是共價(jià)鍵很強(qiáng)的化合物,在高溫下燒結(jié)擴(kuò)散速率慢,物質(zhì)流動(dòng)發(fā)生較少,使其致密化過(guò)程非常困難。在熱壓燒結(jié)過(guò)程具有中致密化的三種連續(xù)機(jī)制。
鋁碳化硼在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用:
B4C/Al復(fù)合材料也可作為結(jié)構(gòu)材料,因其較低的密度和較高的強(qiáng)度,可應(yīng)用于飛機(jī)的各類(lèi)構(gòu)件中,如美國(guó)DWA公司的B4C/Al產(chǎn)品已成功用于可活動(dòng)燃油檢查口蓋等器件上,表現(xiàn)出良好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性,可減輕重量,提高運(yùn)載能力。基于B4C/Al較低的熱膨脹系數(shù),較高的疲勞極限和良好的抗沖擊能力,能應(yīng)用在液壓制動(dòng)器缸體、直升機(jī)旋翼和風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片等各部件上。
鋁碳化硼目前應(yīng)用*****的領(lǐng)域仍為核防護(hù)材料領(lǐng)域。
碳化硼中硼元素大的中子吸收截面,是吸收熱中子能力很強(qiáng)的元素之一。
2、防中子核電站用屏蔽組件B4C具有密度小、硬度高、強(qiáng)度高、耐磨損、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),將B4C粉體加入少量的助劑燒結(jié)為B4C塊體和板材可以用于核反應(yīng)堆的屏蔽組件。
目前,快中子反應(yīng)堆普遍采用不同10B富集度的熱壓燒結(jié)B4C芯塊作為中子吸收材料,如控制棒等,選用熱壓燒結(jié)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(qiáng)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(jié)合B元素可以應(yīng)用在核屏蔽領(lǐng)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
B4C存在性脆、塑性差、難燒結(jié)致密的缺點(diǎn),因此將脆性的B4C顆粒加入到韌性?xún)?yōu)異的鋁合金內(nèi),可有效增強(qiáng)韌性。天津使用鋁碳化硼聯(lián)系人
碳化硼價(jià)格卻遠(yuǎn)低于金剛石。上海標(biāo)準(zhǔn)鋁碳化硼發(fā)展趨勢(shì)
2014年以來(lái),某研究所先后為核電重大專(zhuān)項(xiàng)《核燃料組件運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)制造技術(shù)項(xiàng)目》、《高溫氣冷堆核燃料元件運(yùn)輸、貯存容器設(shè)計(jì)與制造技術(shù)及運(yùn)輸過(guò)程技術(shù)研究項(xiàng)目》兩個(gè)項(xiàng)目的樣機(jī)提供了多批次B4C/Al板材,率先實(shí)現(xiàn)了B4C/Al中子吸收材料的國(guó)產(chǎn)化供貨。2014年5月供貨的中子吸收板用于國(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)目中原型樣機(jī),近日該樣機(jī)在西安核設(shè)備有限公司通過(guò)了驗(yàn)收。杭州陶飛侖新材料有限公司生產(chǎn)鋁碳化硼中碳化硼含量高達(dá)75%,極大地提高了中子防護(hù)能力。上海標(biāo)準(zhǔn)鋁碳化硼發(fā)展趨勢(shì)
杭州陶飛侖新材料有限公司是一家一般項(xiàng)目:技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)咨詢(xún)、技術(shù)交流、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)推廣;新材料技術(shù)研發(fā);模具銷(xiāo)售;新型陶瓷材料銷(xiāo)售;金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料銷(xiāo)售;特種陶瓷制品銷(xiāo)售(除依法須經(jīng)批準(zhǔn)的項(xiàng)目外,憑營(yíng)業(yè)執(zhí)照依法自主開(kāi)展經(jīng)營(yíng)活動(dòng))。以下限分支機(jī)構(gòu)經(jīng)營(yíng):一般項(xiàng)目:金屬材料制造;特種陶瓷制品制造;模具制造;金屬工具制造(除依法須經(jīng)批準(zhǔn)的項(xiàng)目外,憑營(yíng)業(yè)執(zhí)照依法自主開(kāi)展經(jīng)營(yíng)活動(dòng))。的公司,是一家集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售為一體的專(zhuān)業(yè)化公司。陶飛侖新材料擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)創(chuàng)新的專(zhuān)業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì),以高度的專(zhuān)注和執(zhí)著為客戶(hù)提供鋁碳化硅,鋁碳化硼,銅碳化硅,碳化硅陶瓷。陶飛侖新材料致力于把技術(shù)上的創(chuàng)新展現(xiàn)成對(duì)用戶(hù)產(chǎn)品上的貼心,為用戶(hù)帶來(lái)良好體驗(yàn)。陶飛侖新材料創(chuàng)始人王成,始終關(guān)注客戶(hù),創(chuàng)新科技,竭誠(chéng)為客戶(hù)提供良好的服務(wù)。