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含硼礦物及環氧樹脂複合材料的中子屏蔽性能

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含硼礦物及環氧樹脂複合材料的中子屏蔽性能

發布日期:2015-10-27 10:54 來源:http://www.3cdtm.com 點擊:

    以我國特有的含硼原礦經選礦和高爐分離後分别得到的含硼鐵精礦粉和富硼渣為研究對象,用蒙特卡羅方法研究了二者及其環氧樹脂複合材料的中子屏蔽性能,讨論了影響材料屏蔽性能的因素,确定了含硼礦物+環氧樹脂複合材料合适的配比範圍#得到了材料的快中子分出截面和熱中子衰減系數,并與常用的混凝土屏蔽材料進行對比結果表明(複合材料對快中子的屏蔽性能主要與屏蔽材料中低原子序數元素的含量有關,含硼礦物複合材料對熱中子的屏蔽性能與硼元素的濃度有關,伴生射線光子的衰減主要與礦物材料中高原子序數元素的含量和材料的密度有關,含硼礦物複合材料中含硼礦物的最優體積比為最佳配比對快中子的屏蔽性能與混凝土的接近,對熱中子的屏蔽性能強于混凝土的,有望作為輻射場周圍混凝土屏蔽層的裂縫灌注!及不規則孔洞的填補或直接制備複合屏蔽材料。

    對更高性能的複合材料的需求不斷在增加,以滿足更高的要求或取代現有的材料,高性 能的連續纖維(如碳纖維,玻璃纖維)增強聚合物基複合材料是衆所周知的。然而,這些複合材料在基體性能方面具有一些不足之處,往往限制他們的廣泛應用和創造發展的需要新型的複合材料。在塑膠行業,填料的加入對聚合物材料是一種常見的操作。這不僅提高剛度,韌性,硬度,熱變形溫度,以及模具收縮率,也顯著降低了加工成本。事實上,超過50%的聚合物生産都用無機填料以某種填充方式達到所希望的性能。最常用的粒子有碳酸鈣、粘土、雲母、氫氧化鋁、玻璃珠,和金屬磷酸鹽。填料的選擇往往是基于最終産品所需要的性能。改善複合材料的機械和其他性能在很大程度上依賴于填料粒子的含量、顆粒形狀和大小,表面特征和分散性。

    相比傳統材料,複合材料具有一系列不可替代的特性,自二次大占以來發展很快。盡管産量小(據法國Vetrotex公司統計,2003年全球複合材料達700萬噸),但複合材料的水平已是衡量一個國家或地區科技、經濟水平的标志之一。美、日、西歐水平較高。北美、歐洲的産量分别占全球産量的33%與32%,以中國(含台灣省)、日本為主的亞洲占30%。中國大陸2003年玻班纖維增強塑料(玻璃纖維與樹脂複合的複合材料、俗稱“玻璃鋼”)逾90萬噸,已居世界第二位(美國2003年為169萬噸,日本不足70萬噸)。  複合材料主要由增強材料與基體材料兩大部分組成:  

    增強材料:在複合材料中不構成連續相賦于複合材料的主要力學性能,如玻璃鋼中的玻璃纖維,CFRP(碳纖維增強塑料)中的碳纖維素就是增強材料。


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