[发明专利]一种高稀土含量的中子吸收材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高稀土含量的中子吸收材料及其制备方法，按质量分数由10％—35％碳化硼粉、40％—75％铝合金粉、5％—40％铝稀土中间合金粉组成；大幅度的提高铝基碳化硼中子吸收材料的中子吸收性能；采用了粉末冶金方法，用高能球磨、热压烧结工艺制备出铝基碳化硼中子吸收材料，使材料具有良好的分布均匀性，和细小的晶粒尺寸，热压烧结工艺又保证了铝基碳化硼中子吸收材料具有高的致密度，并使部分稀土固溶到铝基体中形成铝稀土固溶体；利用碳化硼、弥散的铝稀土金属间化合物和铝稀土固溶体贡献中子吸收性能；本发明在保证铝基碳化硼中子吸收材料具有较好的力学性能的同时，提高铝基碳化硼中子吸收材料的中子吸收性能。

主权项

1.一种高稀土含量的中子吸收材料，其特征在于，所述中子吸收材料，按重量百分比计由10％—35％碳化硼粉、40％—75％铝合金粉、5％—40％铝稀土中间合金粉组成；所述的铝稀土中间合金粉为铝钆中间合金粉或铝钐中间合金粉，铝钆中间合金粉和铝钐中间合金粉中稀土重量百分比为10‑50％；所述的碳化硼粉粒度为1—20μm，所述的铝合金粉粒度为1—20μm，所述的铝稀土中间合金粉粒度为10—100μm；高稀土含量的中子吸收材料的制备方法，所述的高稀土含量的中子吸收材料按以下步骤进行：(1)高能球磨：称取重量比为10％—35％碳化硼粉、40％—75％铝合金粉、5％—40％铝稀土中间合金粉作为原材料，放入罐中，在罐中加入磨球，球料重量比为2:1—10:1，将罐密封后在行星式球磨机中混合均匀，球磨机转速为200—350rpm，球磨时间为1h—30h，同时加入1％—2％重量分数的硬脂酸做过程控制剂；(2)冷压除气抽真空：将混合好的粉末装入模具中，将模具放入热压炉中，先增大压力进行冷压除气处理，然后进行抽高真空处理，真空度抽至大于3×10^‑2Pa，冷压压力为20—60MPa；(3)热压烧结：真空度抽至大于3×10^‑2Pa后进行烧结，热压压力为20—60MPa，烧结时先由室温加热到300℃后保温0.5—1h，进一步进行除气处理，再加热至烧结温度620—650℃后保温，烧结保温时间为1h—10h，热压烧结过程中继续抽高真空处理，真空度抽至1×10^‑3Pa，保温一定时间后，在高真空下随炉冷却至室温；(4)热轧处理：将烧结后的复合材料进行多道次热轧处理，轧制道次间经450—500℃退火处理。