耐温屏蔽复合材料的研制及性能研究

发布时间：2024-03-21 04:35

　　为满足核电站、乏燃料存储设施等对防护材料的耐温性、热稳定性、耐辐照性能等要求,研制四官能环氧树脂基(AGA型)耐温屏蔽复合材料。首先对基体材料的热稳定性进行分析,由热重分析(thermogravimetric analysis,TG)曲线得到其起始分解温度为353.5℃,200℃恒温储存170 h后,基体材料失重1.22%。动态热机械性能分析(dynamic thermomechanical analysis,DMA)表明,随着钨(W)含量的增加,AGA型耐温屏蔽复合材料的玻璃化温度向高温区移动并且峰型变宽。用⁶⁰Co放射源辐照50 kGy剂量,当AGA型耐温屏蔽复合材料的W含量10.5 wt%,B₄C含量3 wt%时,其辐照前后冲击强度均为最优。用²⁵²Cf中子源测试2 cm厚AGA型耐温屏蔽复合材料的屏蔽性能,当加入3 wt%的B₄C时,AGA-4耐温屏蔽复合材料的快中子透射率为50.00%。实验结果表明,AGA型耐温屏蔽复合材料具有一定的耐温性和耐辐照性能,并且密度较小。

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【部分图文】：

图1计算模型示意图

耐辐照测试采用60Co放射源，装源量为5.85×1016Bq，平均剂量率为2.5kGy/h。中子屏蔽性能测试采用北京市射线应用研究中心核技术实验室252Cf中子源，中子发射率为1×108s-1，探测器采用3He正比计数管，探测器中子响应能量0.5～10MeV，探测器距离源....

图2基体材料的TG曲线

用热重分析仪分析耐温环氧树脂基体材料试样在氮气中失重5%时的温度(T5%)和失重10%时的温度(T10%)，结果如图2所示。耐温环氧树脂基体材料起始分解温度(T5%)为353.5℃，由一阶导数曲线可知，其最大分解速率对应的两个峰值温度分别为377.9℃和420.3℃，有两个最大分....

图3基体材料的质量损失-时间曲线

由图4可知，tanδ在129℃和250℃各有一个峰值，129℃的峰值可能是由于四官能环氧树脂中的少量三官能团环氧成分。在250℃附近tanδ峰的高度随着B4C含量的增加而增加。随着W含量的增加屏蔽复合材料的玻璃化温度向高温区移动并且峰型变宽。这是由于随着密度较高的W含量的增加，A....

图4AGA型耐温屏蔽复合材料的动态热机械性能

图3基体材料的质量损失-时间曲线3.3耐辐照性能

本文编号：3933836