[发明专利]一种Al-B4C-B中子吸收材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种Al‑B4C‑B中子吸收材料及其制备方法，目的在于解决随着铝基碳化硼中B4C颗粒含量的增加，其复合板材的制备难度也随之增大，加工性能和塑性变差，难以轧制，而铝基碳化硼中B4C含量过低，又无法确保中子屏蔽性能，难以确保临界安全的问题。本发明获得颗粒弥散均匀分布的复合材料，综合性能良好，具有优良的抗辐照性能，用于乏燃料贮存格架材料时具有较高的临界安全性，且满足中子吸收的需求。

主权项

1.一种Al‑B4C‑B中子吸收材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）称量按如下配比称取各组分：9.9% ~ 25%的B4C，0.1 ~ 3%的硼粉，72% ~ 90%为Al或Al合金；所述硼粉为天然硼粉或浓缩10B同位素的硼粉，备用；（2）球磨混料将步骤（1）称取的粉末加入球磨机中，再向球磨机中加入乙醇至粉末表面被乙醇淹没，在150r/min ~ 350r/min下球磨2~8h，得到第一混合粉体，将所得第一混合粉体在35~80℃下保温干燥24~48h，得到第二混合粉体；（3）冷等静压将步骤（2）制备的第二混合粉体装入模具中，并抽真空至真空度小于10Pa，再在150‑250MPa下，保压10‑20min，得到冷等静压坯体；（4）包套及高温除气用金属焊接制成冷等静压坯体形状的包套，并将包套的封口预留一个通气管，再将步骤（3）制备的冷等静压坯体拆除模具，并拆除模具后的冷等静压坯体装入包套中，焊接密封包套的封孔，将包套检漏后进行高温除气，并在350℃~420℃温度范围抽真空，真空度维持到10‑2~10‑4Pa，得到含包套的复合材料；（5）高温处理采用步骤（4）得到的复合材料进行真空烧结法处理，烧结温度为400~630℃，烧结时间为6~28小时，真空度低于10‑3Pa，可获得致密度≥94%的复合材料芯块；或采用步骤（4）得到的复合材料进行热等静压法处理，温度为560‑640℃，压力为40~110MPa，保压时间为5 ~60min，压力介质为氩气，可获得致密度≥99%的复合材料芯块；（6）后处理将步骤（5）制备的复合材料芯块去除包套后，将所得产品进行后处理，即得Al‑B4C‑B中子吸收材料。