用于中子屏蔽的碳化硼/超高分子量聚乙烯复合材料研究

材料工程, 2010, (z2): 337-340. doi: 10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.093

用于中子屏蔽的碳化硼/超高分子量聚乙烯复合材料研究

郭鹏 ^1, , 董利民 ^2, , 王晨 ^3, , 昝青峰 ^4, , 王立强 ^5, , 田杰谟 ^6,

1.清华大学核能与新能源技术研究院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084

2.清华大学核能与新能源技术研究院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084

3.清华大学核能与新能源技术研究院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084

4.清华大学核能与新能源技术研究院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084

5.清华大学核能与新能源技术研究院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084

6.清华大学核能与新能源技术研究院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084

基金项目: 北京市教育委员会共建项目资助

关键词：碳化硼 , UHMWPE , 中子屏蔽 , 偶联剂

Preparation of Boron Carbide/Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Composites For Neutron Shielding

采用热压成型工艺,制备用于中子屏蔽的碳化硼/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,研究了热压温度、硅烷偶联剂添加量、碳化硼含量对材料的冲击强度、弯曲强度等性能的影响,通过FTIR,SEM及能谱分析偶联剂添加效果.同时研究了碳化硼含量对材料中子屏蔽效率的影响.结果表明,当成型温度小于200℃时,温度的提高对材料力学性能有提高作用；KH570硅烷偶联剂对碳化硼有较好的偶联作用,适当添加KH570增强了碳化硼与UHMWPE之间的结合力,当添加量超过3％(质量分数,下同)后,偶联剂在碳化硼表面形成多余吸附层,减弱了基体与颗粒之间的结合力,降低了冲击强度；碳化硼含量提高,颗粒的团聚增加,大颗粒在基体中形成缺陷,导致材料脆性增加,降低了材料冲击强度；中子衰减系数随碳化硼含量增加而提高,随样品厚度的增加而减小；样品厚度较薄时,材料主要吸收热中子,当样品厚度增加时,快中子在材料内部发生多次碰撞,能量降低后也被吸收掉.

参考文献

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