中子屏蔽复合材料板材研制及性能研究

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２００９年第９期张启戎等：中子屏蔽复合材料板材研制及性能研究

融共混过程中的分散均匀性。在复合材料中引入了

少量硅烷偶联剂后，大大改善了Ｂ４Ｃ的浸润性、分散

均匀性，复合材料的加工性能得到改善。

３．２复合材料板材的耐老化性能研究

硼酸浸泡力学性能的变化是板材耐老化性能

的重要依据。直接挤出成型与挤出一模压成型板材

的力学性能相比较，拉伸强度和冲击强度都在２５—２８

之间，可以认为基本没有差异；而断裂伸长率直接图２ＨＤＰＥ／Ｂ４Ｃ复合材料的冲击断裂面ｓＥＭ照片挤出成型板材高出近Ｉ倍，达到１８０％。选择Ｂｉｏ板Ｆｉｇ·２ｓＥＭｉｍａｇｅｄ‘血‘ｕ盹８７｛。ｅ缸ＨＤＰＥ７８４ｃ。。ｍＰ０８ｉ‘。进行老化性能试验，将类比试样放入硼酸浓度为

由于Ｂ４Ｃ的密度大，当在与ＰＥ物理混合过程２４００×１０。６溶液中，分别在翟、６７、：？鼍紫粤璧婆蝥中易沉表而使物料不均匀，影响密度均匀性和在熔中浸泡，其随时间和温度的力学性能变化的测试数

表２板材硼酸溶液浸泡前后的力学性能变化

Ｔａｂ．２Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃｈａｎｇｅｏｆｐｌａｔｅｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｉｍｍｅｒｓｅｄｉｎｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｂｏｒｉｃａｃｉｄ

由表２可以看出，随着浸泡温度的升高，板材的拉伸强度和冲击强度呈下降趋势，冲击强度受到的影响更大：但温度在６５ｑＣ以下时，冲击强度几乎不受时间的影响，断裂伸长率则受温度、时间的影响很大。

３．３复合材料板材的耐辐照性能研究将Ｂ。。板加工试件放人辐照堆，最大辐照剂量达到１．７３５ｘ１０ｓＧｙ（１．７３ｘ１０１０ｔａｄ）。为确保辐照均匀，定期将试件转向和调头一次，注量测量采用北京综合仪器厂的微型＾ｙ电离室（ＤＬ一１２５０）。

板材是由支链少、结晶多的ＨＤＰＥ和Ｂ。ｃ制成，进行辐照试验时，将发生两个反应：其一是聚乙烯随剂量增加，发生交联、降解反应；其二是Ｂ在中子作用下，发生ｌＯＢ＋ｎ叶４Ｈｅ＋７Ｌｉ＋Ｑ反应。但是Ｂ４Ｃ晶体结构是以保留俘获中子产生的Ｈｅ、“原子而避免辐照损伤，所以反应产生的带电粒子（高能电子和重离子）对材料结构和性能破坏不大。以Ｂ．。板（辐照前的拉伸强度为２４ＭＰａ）为例，可以看出，在辐照吸收量达到５ｘ１０７ＧＹ之前，经１辐照后的板材拉伸强度反而有所提高，之后逐步下降，关系曲线见图２。在吸收１．７３５ｘ１０８ＧＹ剂量后，拉伸强度为１４ＭＰａ，相当于原来强度的５８．３％。

１吸收剂量（ｒａｄ）

图３ＨＤＰＥ／Ｂ。Ｃ复合材料的拉伸强度与１吸收量的关系Ｆｉｇ．３Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄ７ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆ

ＨＤＰＥ／Ｂ４Ｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ

３．４复合材料板材中子屏蔽性能的影响因素密度、密度差是影响中子屏蔽效果的一个重要

因素，复合板材材质必须高度均匀才能避免辐射屏　万方数据

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中子屏蔽复合材料板材研制及性能研究

作者：张启戎， 唐常良， 陈晓媛， 马华东， 韩玉省， ZHANG Qi-rong， TANG Chang-liang，CHEN Xiao-yuan， MA Hua-dong， HAN Yu-sheng

作者单位：中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳,621900

刊名：

化学工程师

英文刊名：CHEMICAL ENGINEER

年，卷(期)：2009(9)

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本文链接：/Periodical_hxgcs200909024.aspx