一种高强钛基硼钨复合屏蔽材料及其制备方法

本发明公开了一种高强钛基硼钨复合屏蔽材料,由以下质量百分数的原料制备而成:硼和/或碳化硼0.5%~1.5%,钨20.0%~40.0%,余量为钛,高强钛基硼钨复合屏蔽材料的拉伸强度高于900MPa;本发明还公开了一种高强钛基硼钨复合屏蔽材料的制备方法,将原料粉末混合研磨,再经烧结和冷却,得到复合屏蔽材料。本发明原料含有的硼元素和钨元素实现对中子和伽马射线的屏蔽,以钛为基体材料与硼和碳化硼生成的碳化钛和硼化钛,提升了复合屏蔽材料的力学强度;本发明通过烧结工艺去除残余气体,促进碳化钛和硼化钛生成,制得的复合屏蔽材料具有优良的屏蔽性能和力学性能,适用于高强环境下的核辐射屏蔽。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN202110392054.7
申请日期: 2021年4月13日
公开(公告)日: 2021年5月14日
公开(公告)号: CN112802619A
主分类号: G21F1/08,G,G21,G21F,G21F1
分类号: G21F1/08,G,G21,G21F,G21F1,G21F1/08
申请(专利权)人: 西安稀有金属材料研究院有限公司
发明(设计)人: 刘璐,孙国栋,常玉,邱龙时,潘晓龙,田丰,李海亮,张于胜
主申请人地址: 710016 陕西省西安市西安经济技术开发区凤城二路45号1幢1单元10101室
专利代理机构: 西安创知专利事务所
代理人: 魏法祥
国别省市代码: 陕西;61
主权项: 1.一种高强钛基硼钨复合屏蔽材料,其特征在于,该高强钛基硼钨复合屏蔽材料由以下质量百分数的原料制备而成:硼和/或碳化硼0.5%~1.5%,钨20.0%~40.0%,余量为钛;所述高强钛基硼钨复合屏蔽材料的拉伸强度高于900MPa。 2.一种制备如权利要求1所述的高强钛基硼钨复合屏蔽材料的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 步骤一、按设计成分配比取硼粉末和/或碳化硼粉末、钨粉末及钛粉末混匀,得到混合粉末; 步骤二、将步骤一中得到的混合粉末进行混合研磨,得到复合粉末; 步骤三、将步骤二中得到的复合粉末填装在模具中,然后放置于放电等离子热压烧结炉中烧结,经冷却得到高强钛基硼钨复合屏蔽材料。 3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤一中所述硼粉末和/或碳化硼粉末的质量纯度高于99.9%,粒径为3μm~5μm,所述钨粉末的质量纯度高于99.9%,粒径为3μm~5μm,所述钛粉末的质量纯度为99.9%,粒径为35μm~70μm。 4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤二中所述混合研磨采用的研磨介质为轴承钢珠,所述研磨介质与所述混合粉末的质量比为5:1。 5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤二中所述混合研磨的具体过程为:采用行星球磨机在球磨速度为200r/min~300r/min的条件下,对所述混合粉末进行间歇式混合研磨,所述间歇式混合研磨的每次研磨时间和间歇时间均为10min,所述间歇式混合研磨的有效研磨时间为2h~3h。 6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤三中所述烧结的具体过程为:第一段,在20MPa的压力下,对模具中的复合粉末冷压处理2min,得到坯体;第二段,将所述坯体以50℃/min~100℃/min的加热速率加热至1000℃~1100℃,同时将压力逐渐升至40MPa~60MPa;第三段,在压力为40MPa~60MPa,温度为1000℃~1100℃的条件下,保温保压维持10min~20min。 7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤三中所述烧结工艺在真空条件下进行。
法律状态: 公开