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含硼矿物及环氧树脂复合材料的中子屏蔽性能

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含硼矿物及环氧树脂复合材料的中子屏蔽性能

发布日期:2015-10-27 10:54 来源:http://www.wxfmpb.com 点击:

    以我国特有的含硼原矿经选矿和高炉分离后分别得到的含硼铁精矿粉和富硼渣为研究对象,用蒙特卡罗方法研究了二者及其环氧树脂复合材料的中子屏蔽性能,讨论了影响材料屏蔽性能的因素,确定了含硼矿物+环氧树脂复合材料合适的配比范围#得到了材料的快中子分出截面和热中子衰减系数,并与常用的混凝土屏蔽材料进行对比结果表明(复合材料对快中子的屏蔽性能主要与屏蔽材料中低原子序数元素的含量有关,含硼矿物复合材料对热中子的屏蔽性能与硼元素的浓度有关,伴生射线光子的衰减主要与矿物材料中高原子序数元素的含量和材料的密度有关,含硼矿物复合材料中含硼矿物的最优体积比为最佳配比对快中子的屏蔽性能与混凝土的接近,对热中子的屏蔽性能强于混凝土的,有望作为辐射场周围混凝土屏蔽层的裂缝灌注!及不规则孔洞的填补或直接制备复合屏蔽材料。

    对更高性能的复合材料的需求不断在增加,以满足更高的要求或取代现有的材料,高性 能的连续纤维(如碳纤维,玻璃纤维)增强聚合物基复合材料是众所周知的。然而,这些复合材料在基体性能方面具有一些不足之处,往往限制他们的广泛应用和创造发展的需要新型的复合材料。在塑胶行业,填料的加入对聚合物材料是一种常见的操作。这不仅提高刚度,韧性,硬度,热变形温度,以及模具收缩率,也显著降低了加工成本。事实上,超过50%的聚合物生产都用无机填料以某种填充方式达到所希望的性能。最常用的粒子有碳酸钙、粘土、云母、氢氧化铝、玻璃珠,和金属磷酸盐。填料的选择往往是基于最终产品所需要的性能。改善复合材料的机械和其他性能在很大程度上依赖于填料粒子的含量、颗粒形状和大小,表面特征和分散性。

    相比传统材料,复合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以来发展很快。尽管产量小(据法国Vetrotex公司统计,2003年全球复合材料达700万吨),但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%,以中国(含台湾省)、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料(玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”)逾90万吨,已居世界第二位(美国2003年为169万吨,日本不足70万吨)。  复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成:  

    增强材料:在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP(碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强材料。


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