碳化硼陶瓷是一種具有優(yōu)良性能的特種陶瓷,如高熔點(diǎn)、高硬度、低密度、耐磨性好、耐酸堿性強(qiáng)等特點(diǎn),但由于其燒結(jié)溫度過高、難以致密化及韌性低等缺點(diǎn),限制了它在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。
近年來,碳化硼-鋁復(fù)合材料的研究較為***,鋁原料來源***,價(jià)格便宜,與碳化硼復(fù)合后的材料具有輕質(zhì)、**、高韌的特點(diǎn)。
碳化硼-鋁復(fù)合材料具有良好的中子防護(hù)性能和抗彈性能,在中子防護(hù)裝置、裝甲材料和特殊用途防護(hù)方面得到了廣泛應(yīng)用,特別是在核電領(lǐng)域,隨著我國核電行業(yè)的發(fā)展和乏燃料運(yùn)輸儲存自主國產(chǎn)化的需求,BC/AL復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能越來越受關(guān)注。 杭州陶飛侖可生產(chǎn)大尺寸鋁碳化硼復(fù)合材料,材料致密度高。陜西有什么鋁碳化硼
三、碳化硼(B4C)中子吸收材料B4C作為一種重要的快堆中子吸收材料,主要具有以下優(yōu)點(diǎn):√B4C中10B的中子吸收截面高,*次于Gd、Sm、Eu等稀土元素√吸收能譜寬√價(jià)格低、原料來源豐富√吸收中子后沒有強(qiáng)的γ射線二次輻射,從而廢料易于處理。所以,綜合考慮各種因素和成本,B4C材料成為快中子增殖堆中優(yōu)先的吸收材料。
四、B4C材料在核反應(yīng)堆中的具體應(yīng)用1、控制棒B4C控制棒(圖2),B4C熔點(diǎn)2450℃,密度2490kg/m3,不受酸和堿的侵蝕。在沸水堆中,常用B4C粉末包以不銹鋼制成十字型控制棒,而在快中子堆中,則常用B4C燒結(jié)塊包以不銹鋼做成棒組件。由于硼受輻照后產(chǎn)生氦,所以這種控制件要考慮棒的腫脹問題。 江蘇大規(guī)模鋁碳化硼設(shè)備一定含量的B4C/Al復(fù)合材料在***領(lǐng)域也極具潛力。
由于粉料在加熱加壓進(jìn)行時(shí)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(shí)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(shí)間0.5~2h。碳化硼是共價(jià)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。
碳化硼**早是在1858年被發(fā)現(xiàn)的,然后英國的Joly在1883年制備核認(rèn)定了B3C,法國的Moissan在1894年制備和認(rèn)定了B6C。化學(xué)計(jì)量分子式為B4C的化合物知道1934年方被認(rèn)知。目前接受的碳化硼晶格屬于空間點(diǎn)陣,晶格常數(shù)a=0.519nm,c=1.212nm。其結(jié)構(gòu)可以描述成立方原胞點(diǎn)陣在空間對角面方向延伸,在每一個(gè)角上形成相對規(guī)則的空間二十面體,平行與空間對角線,由三個(gè)硼原子與相鄰的二十面互相鏈接組成線性鏈。因此,單位晶胞含有12個(gè)二十面**置,三個(gè)位置處于線性鏈上。 鋁碳化硼產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,嚴(yán)重制約了我國核電自主化與走出去的發(fā)展戰(zhàn)略。
硼10對中子的吸收截面大,是中子吸收的重要核素,所以作為中子吸收材料此種功能材料,對于碳化硼的要求主要就集中在成分核硼10同位素含量;此外,碳化硼粉末的力度核力度分布對于成品的中子吸收能力,對于制備工藝的影響也是很大的,所以是必須檢驗(yàn)的項(xiàng)目。碳化硼目前沒有合適國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對其成分有要求,檢驗(yàn)方法也沒有合適的標(biāo)準(zhǔn),一般按照ASTM C750要求檢查相應(yīng)成分、并檢查硼10同位素的含量,檢測方法按照ASTM C719執(zhí)行,并檢測力度與分布。B4C顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料還具備良好的抗彈性與防護(hù)性等優(yōu)點(diǎn)。北京多功能鋁碳化硼推薦廠家
碳化硼彌散在鋁或者鋁合金基體中形成的復(fù)合材料。陜西有什么鋁碳化硼
所研制的復(fù)合材料的特點(diǎn)是:B4C顆粒的平均粒度在亞微米范圍內(nèi),形貌近似球形,均勻分布在鋁基體中并且與基體形成了良好的界面結(jié)合等。17vol %B4Cp/AI6061的屈服強(qiáng)度為415MPa,抗拉強(qiáng)度為470MPa,比常規(guī)粉末冶金法復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高69%和70%;23vol% B4Cp/Al2024復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度可達(dá)560MPa以上,彈性模量高達(dá)126GPa,這些性能數(shù)值已接近或達(dá)到國外先進(jìn)水平。本項(xiàng)目開發(fā)的復(fù)合材料制各技術(shù)成功地解決了顆粒分布均勻性和界面結(jié)合問題,可制備出高性能、高質(zhì)量的復(fù)合材料,采用該技術(shù)可制備和開發(fā)出結(jié)構(gòu)級、儀表級和光學(xué)級復(fù)合材料零部件,在航空、航天、**領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。陜西有什么鋁碳化硼
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