(5)B4C/Al核燃料儲存和運輸材料B4C/Al中子吸收材料在海外已替代硼不銹鋼等材料大量應用于核燃料和乏燃料的高密度貯存和運輸。中國由于核電商業(yè)化開展較晚,中子吸收材料研發(fā)明顯滯后,導致吸收材料長期依賴進口,嚴重制約了中國核電自主化與走出去的發(fā)展戰(zhàn)略。我國目前研制的B4C/Al中子吸收材料(圖6)為乏燃料運輸容器***國產化提供了重要支持。
(6)滅堆救援材料1986年切爾諾貝利核電站事故中,蘇聯(lián)空軍飛行員先后飛行3000架次,將5000噸B4C、沙子與鉛粉的混合物投進反應堆的開口,保證了核反應堆停止運行,避免核輻射進一步加劇。 一定含量的B4C/Al復合材料在***領域也極具潛力。北京質量鋁碳化硼技術規(guī)范
在直升機上的應用方面,英國航天金屬基復合材料公司采用高能球磨粉末冶金法制備除了高剛度、耐疲勞的碳化硅顆粒增強鋁基復合材料,用該種材料制造的直升機旋翼系統(tǒng)連接用模鍛件,已成功地用于歐直公司生產的N4及EC-120新型直升機,其應用效果:與鋁合金相比,構件的剛度提高約30%,壽命提高約5%;與鈦合金相比,構件重量下降約25%。
碳纖維是纖維狀的碳素材料,含碳量在90%以上,力學性能優(yōu)異,具有低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、導電導熱性、電磁屏蔽性等優(yōu)良性能,被廣泛應用于***及民用工業(yè)的各個領域。碳纖維復合材料主要有碳纖維增強樹脂基復合材料和碳-碳復合材料。 湖南優(yōu)勢鋁碳化硼制定基于B4C/Al較低的熱膨脹系數,較高的疲勞極限和良好的抗沖擊能力。
由于粉料在加熱加壓進行時處于熱塑性狀態(tài),所以有利于顆粒擴散和傳質過程的進行,能有效降低燒結溫度,減少燒結時間,因而可獲得致密度高、氣孔小而少、晶粒細小和力學性能良好的碳化硼陶瓷制品。通常熱壓燒結條件為: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的化合物,在高溫下燒結擴散速率慢,物質流動發(fā)生較少,使其致密化過程非常困難。在熱壓燒結過程具有中致密化的三種連續(xù)機制。
在軍機上還應用有其他的先進材料,如陶瓷基復合材料、功能復合材料等。陶瓷基層狀復合材料具有獨特的力學性能和抗破壞能力,主要用于制作飛機燃氣渦輪發(fā)動機噴嘴閥,在提高發(fā)動機的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。氧化鋁纖維增強陶瓷基復合材料可用作超音速飛機、火箭發(fā)動機噴管和墊圈材料。碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料可作為高溫熱交換器、燃氣輪機的燃燒室材料。陶瓷基復合材料是未來高推重比發(fā)動機渦輪及燃燒系統(tǒng)的優(yōu)先材料,如用于F-119發(fā)動機矢量噴管的內壁板等。功能復合材料是指除力學性能以外還提供其他物理性能并包括化學和生物性能的復合材料,如隱身性、智能性等,美國的F-117戰(zhàn)斗機采用隱身材料,機身機翼和V型垂尾外表面貼吸波薄板或鐵氧體復合涂層,起到很好的隱身效果。智能材料是把傳感器、致動器、光電器件和微型處理機等埋在復合材料結構中,具有感知周圍環(huán)境變化,針對這種變化具有自診斷功能、自適應功能、自修復自愈合功能,且具有自決策功能的復合材料,可用于制作飛機上的傳感元件、處理元件和驅動元件。 杭州陶飛侖公司采用先進生產技術,可大批量生產高體分鋁碳化硼復合材料。
2014年以來,某研究所先后為核電重大專項《核燃料組件運輸容器設計制造技術項目》、《高溫氣冷堆核燃料元件運輸、貯存容器設計與制造技術及運輸過程技術研究項目》兩個項目的樣機提供了多批次B4C/Al板材,率先實現了B4C/Al中子吸收材料的國產化供貨。2014年5月供貨的中子吸收板用于國家科技重大專項及中核集團科技專項“龍舟-CNSC 乏燃料運輸容器研制”項目中原型樣機,近日該樣機在西安核設備有限公司通過了驗收。杭州陶飛侖新材料有限公司生產鋁碳化硼中碳化硼含量高達75%,極大地提高了中子防護能力。作為中子吸收材料是B4C/Al**主要的應用領域。天津鋁碳化硼方法
碳化硼彌散在鋁或者鋁合金基體中形成的復合材料。北京質量鋁碳化硼技術規(guī)范
總體來說,熱壓燒結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散、流動等傳質過程,降低燒結溫度和縮短燒結時間,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體,容易得到細晶粒的組織,易得到具有良好機械性能、電學性能的產品;(4)能生產形狀較符合要求、尺寸較精確的產品;(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。北京質量鋁碳化硼技術規(guī)范
杭州陶飛侖新材料有限公司是一家生產型類企業(yè),積極探索行業(yè)發(fā)展,努力實現產品創(chuàng)新。公司致力于為客戶提供安全、質量有保證的良好產品及服務,是一家有限責任公司(自然)企業(yè)。公司業(yè)務涵蓋鋁碳化硅,鋁碳化硼,銅碳化硅,碳化硅陶瓷,價格合理,品質有保證,深受廣大客戶的歡迎。陶飛侖新材料將以真誠的服務、創(chuàng)新的理念、***的產品,為彼此贏得全新的未來!