CN102030938A - 一种发泡中子吸收材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发泡中子吸收材料，将下述质量分数的混合物经发泡工艺制得发泡中子吸收材料：中子吸收剂10-60％和基体材料40-90％，所述中子吸收剂为碳化硼、铁氧体、稀土化合物、氢化锂、石蜡中一种或多种。所述基体材料为水泥或高分子聚合物或两者的混合。由于创新的运用了“发泡”工艺，将大量的合成中子吸收剂，分散于发泡所形成的孔洞壁上。这种矩阵式泡孔溶洞，极大的扩展了捕捉中子射线的容量，使进入发泡体内部的中子射线，通电磁涡旋孔壁屏散，将散射中子波逐渐衰减吸收掉。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体是一种发泡中子吸收材料。
背景技术
中子虽不带电荷，但具有很强的穿透力，它在空气和其他物质中可以传播近100米的辐射距离，对人体产生的危害比相同剂量的X、Y射线更为严重。在离子辐射防护中，其中子辐射防护是重中之重。目前，人们已经发现了很多具有中子吸收功能的材料，常用的是碳化硼、稀土化合物、铁氧体材料、石墨，并在很多产品中得到了应用。但是，现在的中子吸收材料都是将碳化硼、稀土化合物、铁氧体、石墨等中子吸收剂简单的与基体材料混合制成的，中子吸收剂在混合物中的分布并不均匀，中子吸收效果并不理想。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种发泡中子吸收材料，以水泥或高分子聚合物做基体材料，应用发泡工艺制备出高性能的中子吸收发泡体材料。
本发明的技术方案是这样实现的：一种发泡中子吸收材料，将下述质量分数的混合物经发泡工艺制得发泡中子吸收材料：
中子吸收剂 10-60％；
基体材料 40-90％。
所述中子吸收剂为碳化硼、铁氧体、稀土化合物、氢化锂、石蜡中一种或多种。
所述基体材料为水泥或高分子聚合物或两者的混合。
所述高分子聚合物为聚乙烯、聚氨酯、环氧树脂、甲基丙烯酸树脂、三元乙丙橡胶或聚苯胺。
本发明的有益效果是：由于创新的运用了“发泡”工艺，将大量的合成中子吸收剂，分散于发泡所形成的孔洞壁上。这种矩阵式泡孔溶洞，极大的扩展了捕捉中子射线的容量，使进入发泡体内部的中子射线，通过电磁涡旋孔壁屏散，将散射中子波逐渐衰减吸收掉。这种具有吸收中子功能的发泡体材料，可与建筑中的空心楼板，复合墙体组合，构成能防核辐射的人防工程，也可作为单体材料，应用于军事装备、科研试验、医疗设备等防护材料。
具体实施方式
实施例1
发泡中子吸收材料的组成为：中子吸收剂和基体材料。其中，中子吸收剂为碳化硼和石蜡的混合物，基体材料为水泥和聚乙烯树脂两者的混合，其配比为：
碳化硼粉 12-35
石蜡 2-5
水泥 0.5-1
聚乙烯树脂 60-84
将碳化硼粉、石蜡、水泥按上述比例混合，放入真空搅拌机搅拌20分钟，然后添加到上述比例的聚乙烯树脂中均匀混合，按照标准发泡程序将预发泡材料进行熔溶发泡，制备而成中子吸收发泡体材料。
碳化硼材料中子俘获截面大，俘获能谱宽，将其与石蜡混合消减快中子传播的速度。材料中的稀土化合物，具有独特原子结构排序，极大的吸收截面，并具有丰富的能级跃迁，较大的原子磁矩，很强的自旋轨道耦合特性。将稀土同软磁粒子融合，形成了较宽的电磁配位区间，强化了慢中子、中能中子的吸收能效。
实施例2
发泡中子吸收材料的组成为：中子吸收剂和基体材料。其中，中子吸收剂为六角碳化硼粉和铁氧体粉的混合物，基体材料为钡水泥，其配比为：
六角碳化硼 5-20
铁氧体粉 5-20
钡水泥 65-80
将六角碳化硼、铁氧体粉按上述比例混合，真空搅拌20分，得到中子吸收剂，然后掺杂到上述比例的钡水泥中，均匀混合，得到预发泡材料。采用物理或化学发泡的方法进行发泡，制备成中子吸收发泡体材料。
实施例3
发泡中子吸收材料的组成为：中子吸收剂和基体材料。其中，中子吸收剂为稀土氧化物，基体材料为三元乙丙橡胶，其配比为：
稀土化合物(Gd、Sm、Dy、La、Ce) 20-40
三元乙丙橡胶 50-80
聚乙烯醇： 质量份数2-5
将稀土化合物进行聚乙烯醇纯化，采用化学镀方法和发泡工艺，在三元乙丙发泡体表面涂敷一层稀土涂层，制备出三元乙丙发泡体为核，稀土化合物为壳的具有中子、快、慢速辐射波吸收衰减功能的“壳包核”结构的球形体中子吸收发泡体材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种发泡中子吸收材料，其特征是：将下述质量分数的混合物经发泡工艺制得发泡中子吸收材料：
中子吸收剂 10-60％；
基体材料 40-90％。
2.根据权利要求1所述的发泡中子吸收材料，其特征是：所述中子吸收剂为碳化硼、铁氧体、稀土化合物、氢化锂、石墨、石蜡中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的发泡中子吸收材料，其特征是：所述基体材料为水泥或高分子聚合物或两者的混合。
4.根据权利要求3所述的发泡中子吸收材料，其特征是：所述高分子聚合物为聚乙烯、聚氨酯、环氧树脂、甲基丙烯酸树脂、三元乙丙橡胶或聚苯胺。
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