湖南優(yōu)勢鋁碳化硼發(fā)展趨勢

核燃料可分為金屬型、陶瓷型和彌散型，外面敷以鋁合金、鎂合金、鋯合金以及不銹鋼等包殼材料。燃料芯塊的表面必須機(jī)械磨光，以保證與包殼材料的配合。核電站的反應(yīng)堆堆芯裝有100多個這樣的核燃料組件，總重量達(dá)幾十噸。B4C/A1復(fù)合材料具有良好的中子屏蔽性能、力學(xué)性能及穩(wěn)定性等，主要應(yīng)用于乏燃料車貯存格架、放射性**貯存容器等核輻射防護(hù)領(lǐng)域，是保護(hù)乏燃料“非臨界”安全的關(guān)鍵。目前，國內(nèi)使用的中子屏蔽用B4C/A1復(fù)合材料均為美國或加拿大進(jìn)口，其價格昂貴，且技術(shù)受限。該項(xiàng)目研制的B4C/A1中子吸收材料可滿足國內(nèi)日益增長的乏燃料貯存的需求。鋁碳化硼在干、濕環(huán)境下均具有***的俘獲中子能力。湖南優(yōu)勢鋁碳化硼發(fā)展趨勢

中子吸收材料又稱中子毒物材料，通過其含有的大的中子吸收截面物質(zhì)（如硼、鎘、釓等）吸收熱中子，從而抑制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，主要用于核燃料與乏燃料貯存和運(yùn)輸中，以保證貯運(yùn)的次臨界安全。碳化硼增強(qiáng)鋁（B4C/Al）中子吸收材料是由B4C顆粒添加到鋁基體中形成的一種新型鋁基復(fù)合材料，因其硼含量高、密度低、熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國外已替代傳統(tǒng)的硼不銹鋼等中子吸收材料大量應(yīng)用于核燃料/乏燃料高密度貯存和運(yùn)輸。我國由于核電商業(yè)化較晚，中子吸收材料研發(fā)明顯滯后，B4C/Al中子吸收材料長期依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約了我國核電自主化與走出去的發(fā)展戰(zhàn)略。河北鋁碳化硼產(chǎn)業(yè)化碳化硼-鋁復(fù)合材料的研究較為***。

碳化硼（B4C）作為一種具有在自然界中*次于金剛石、立方氮化硼的超高硬度材料，還具有超高耐磨性能、高彈性模量、低密度（2.52g/cm3）、耐化學(xué)腐蝕、優(yōu)異的吸收中子輻射、耐高溫氧化性能等特點(diǎn)。以碳化硼為主要基體的復(fù)合材料或者碳化硼單相陶瓷材料，已經(jīng)作為防彈陶瓷、水刀噴嘴、密封環(huán)、核反應(yīng)堆中子吸收棒在****、核能及工業(yè)經(jīng)濟(jì)中得到廣泛應(yīng)用。其實(shí)，作為填充材料或者第二相添加劑，碳化硼以粉體形式，在更多的領(lǐng)域也得到了***的應(yīng)用。

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)的各類構(gòu)件中，如美國DWA公司的B4C/Al產(chǎn)品已成功用于可活動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?；贐4C/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。

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顆粒加入到韌性優(yōu)異的鋁合金內(nèi)，可有效增強(qiáng)韌性。

總體來說，熱壓燒結(jié)制備碳化硼陶瓷具有以下優(yōu)勢：（1）熱壓時，由于粉料處于熱塑性狀態(tài)，形變阻力小，易于塑性流動和致密化，所需的成型壓力*為冷壓法的1/10；（2）由于同時加溫、加壓，有助于粉末顆粒的接觸和擴(kuò)散、流動等傳質(zhì)過程，降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間，抑制了晶粒的長大；（3）熱壓法容易獲得接近理論密度、氣孔率接近于零的燒結(jié)體，容易得到細(xì)晶粒的組織，易得到具有良好機(jī)械性能、電學(xué)性能的產(chǎn)品；（4）能生產(chǎn)形狀較符合要求、尺寸較精確的產(chǎn)品；（5）粉末粒度、硬度對熱壓過程影響小，適合壓制硬而脆的材料。碳化硼（boron carbide）陶瓷顆粒是一種極具性價比的增強(qiáng)顆粒，其硬度與耐磨性*次于金剛石。河北鋁碳化硼產(chǎn)業(yè)化

杭州陶飛侖生產(chǎn)鋁碳化硼中子防護(hù)性能優(yōu)異。湖南優(yōu)勢鋁碳化硼發(fā)展趨勢

由于粉料在加熱加壓進(jìn)行時處于熱塑性狀態(tài)，所以有利于顆粒擴(kuò)散和傳質(zhì)過程的進(jìn)行，能有效降低燒結(jié)溫度，減少燒結(jié)時間，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 ℃，保溫時間0.5～2h。碳化硼是共價鍵很強(qiáng)的化合物，在高溫下燒結(jié)擴(kuò)散速率慢，物質(zhì)流動發(fā)生較少，使其致密化過程非常困難。在熱壓燒結(jié)過程具有中致密化的三種連續(xù)機(jī)制。湖南優(yōu)勢鋁碳化硼發(fā)展趨勢

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