[发明专利]一种乏燃料贮存格架用高体积分数B4C/Al复合材料的制备方法

摘要

一种乏燃料贮存格架用高体积分数B4C/Al复合材料的制备方法，它涉及一种高体积分数B4C/Al复合材料及制备方法。本发明是要解决现有的高碳化硼含量的B4C/Al复合材料致密度低、力学性能差以及在1000℃以下碳化硼和铝液润湿性差的问题。一种乏燃料贮存格架用高体积分数B4C/Al复合材料按体积分数由55％～75％碳化硼和25％～45％铝或铝合金制成。方法一、制备碳化硼预制体；二、熔融铝液；三、采用压力浸渗工艺将熔炼的铝液压入预制体间隙中，保压，脱模，获得高体积分数B4C/Al复合材料。本发明制得的B4C/Al复合材料致密度高，力学性能好，是理想的乏燃料贮存格架材料。

主权项

一种乏燃料贮存格架用高体积分数B4C/Al复合材料的制备方法，其特征在于乏燃料贮存格架用高体积分数B4C/Al复合材料的制备方法是按以下步骤进行：一、按体积分数称取55％～75％碳化硼和25％～45％铝或铝合金；所述碳化硼是粒径为5μm的碳化硼颗粒和粒径为17μm的碳化硼颗粒的混合物；二、将步骤一称取的55％～75％碳化硼在温度为35℃～50℃的干燥箱中干燥24h～36h，得到干燥后的碳化硼；三、将步骤二得到的干燥后的碳化硼装入钢模具中，冷压制成胚体，然后连同钢模具一起放入电炉中，将电炉内的温度从室温加热至500℃～700℃后在温度为500℃～700℃的条件下保温2h～6h，得到碳化硼预制体；四、将步骤一称取的25％～45％铝或铝合金在温度为700℃～900℃的条件下熔炼4h～6h，得到熔液；五、采用压力浸渗将步骤四得到的熔液浇注并浸渗到步骤三得到的碳化硼预制体的间隙中，在压力为30MPa～50MPa的条件下保压0.5h～1h，随模冷却后，脱模得到B4C/Al复合材料；所述B4C/Al复合材料的拉伸强度大于400MPa，弯曲强度大于800MPa；当采用厚度小于1mm的碳化硼体积分数为55％的B4C/Al复合材料进行热中子吸收时，采用MCNP计算，其吸收率大于99％。