聚合物基X射线屏蔽复合材料研究进展

随着医用X射线及核能工业的快速发展,X射线屏蔽材料的研究与开发得到了广泛的重视.特别是聚合物作为粘结剂以来,聚合物基屏蔽复合材料克服了铅与钨金属材料的加工缺点,得到迅速发展.本文首先介绍了X射线屏蔽机理及复合材料设计理论,然后综述了聚合物屏蔽材料的研究现状,最后对新型聚合物基复合材料进行了展望.     

超细纤维-稀土元素复合X射线防护材料的制备及性能EI北大核心

超细纤维(MF)与天然皮革具有相似的结构。将La,Ce,Gd,Er四种稀土元素,通过植物单宁负载到超细纤维表面,制备了可穿戴超细纤维基X射线防护材料(RE-MF),并对其进行了X射线屏蔽性能测试。紫外吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析结果表明,通过植物单宁不仅能够成功地将稀土元素负载到超细纤维表面,而且能够实现稀土元素在纤维表面的均匀分布。X射线屏蔽性能测试结果表明,在光子能量100 keV以内,负载四种稀土元素的超细纤维材料都具有良好的X射线屏蔽性能,且屏蔽效率随着负载量和厚度的增加而增大,在20~80 keV能量段,2.6 mm Gd_(4)-MF对X射线的屏蔽效率可达60%,接近0.25 mm厚度的铅板,可代替铅板成为无毒、柔软的可穿戴X射线防护材料。力学性能测试结果表明,超细纤维基X射线防护材料保持了超细纤维原有的良好力学性能,有望在X射线防护领域得到广泛应用。     

超细纤维-稀土元素复合X射线防护材料的制备及性能

超细纤维(MF)与天然皮革具有相似的结构。将La, Ce, Gd, Er四种稀土元素，通过植物单宁负载到超细纤维表面，制备了可穿戴超细纤维基X射线防护材料(RE-MF),并对其进行了X射线屏蔽性能测试。紫外吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析结果表明，通过植物单宁不仅能够成功地将稀土元素负载到超细纤维表面，而且能够实现稀土元素在纤维表面的均匀分布。X射线屏蔽性能测试结果表明，在光子能量100 keV以内，负载四种稀土元素的超细纤维材料都具有良好的X射线屏蔽性能，且屏蔽效率随着负载量和厚度的增加而增大，在20～80 keV能量段，2.6 mm Gd₄-MF对X射线的屏蔽效率可达60%,接近0.25 mm厚度的铅板，可代替铅板成为无毒、柔软的可穿戴X射线防护材料。力学性能测试结果表明，超细纤维基X射线防护材料保持了超细纤维原有的良好力学性能，有望在X射线防护领域得到广泛应用。     

核防护用水泥基中子屏蔽材料的研究进展

不同能量的中子有不同的工程屏蔽方法,水泥基中子屏蔽材料具有重要应用价值.本文首先从中子防护的角度简要介绍了中子屏蔽原理,其次从快中子减速、慢中子吸收两个方面总结概括了水泥基中子屏蔽材料的研究现状,分析了水泥基中子屏蔽材料存在的不足:功能单一、耐久性、施工性及环境友好等问题,并指出了下一步研究方向:提高核防护水泥混凝土综...     

聚合物基电磁屏蔽复合材料的结构设计与性能研究进展

对近年来关于聚合物基电磁屏蔽材料的报道进行了综述.重点总结分析了不同结构(如多孔结构、隔离结构和分层结构)及其他特殊结构聚合物基电磁屏蔽材料的屏蔽效能和屏蔽机制.与均匀分布聚合物基复合材料相比,通过结构设计使填料富集,再取向并连通从而形成高效导电网络,不仅能减少填料用量,且能有效提高复合材料的电磁屏蔽性能.最后,提出了...     

柔性X射线防护材料的研究现状及展望

X射线被广泛用于科研、工业和医学等领域.由于X射线对人体有害,使用X射线时需进行合理的防护,柔性X射线防护材料可开发防护围裙等装置.X射线防护材料通过光电效应、康普顿效应和电子对效应衰减X射线.铅的原子序数高、密度大、能屏蔽和衰减X射线,但具有毒性且质量大.传统含铅X射线防护材料有着寿命短、对特定能量的X射线防护性能低及透气性差等缺点.与含铅材料相比,使用高原子序数的W、Bi、Ta、Sn等材料开发的无铅柔性X射线防护纤维和织物具有无毒、屏蔽效率高、轻薄等优点,弥补了含铅材料的不足,是柔性X射线防护材料的发展趋势.本文综述了X射线防护材料的防护机理、评价指标及研究进展,重点从技术路线的角度归纳了无铅柔性X射线防护材料的研究现状,分析了使用纺丝法、涂层法存在的问题并展望了柔性X射线防护材料的发展前景.     

功能填料表面修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能影响研究进展

对于自身不具备电磁屏蔽性能的聚合物材料而言,加入功能填料是赋予其屏蔽性能的主要方法。然而,简单的填充并不能达到上述目的,填料表面的功能化修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能具有重要影响。文中总结了填料表面功能化修饰的主要方法,包括化学镀、表面炭化、包覆聚合物、表面接枝和表面生长金属有机骨架（MOF）等,讨论了各种表面修饰对聚合物基复合材料性能产生的改性效果及最终对电磁屏蔽效能的影响,并对相关研究的未来发展提出了建议。     

放射性"自吸收"水泥基功能复合材料的研究

主要针对建材中粉煤灰的放射性过量问题,通过加入对氡和射线具有吸附和屏蔽作用的功能基元材料制备放射性“自吸收”水泥基功能复合材料,同时通过超细化技术,提高功能基元材料的活性,从而进一步增强材料对放射性的吸收和屏蔽作用。得到了氡释放率比普通粉煤灰水泥砂浆低64．8％、γ射线的发射率减小45％的生态型放射性“自吸收”水泥基功能复合材料,最后对放射性“自吸收”机理作了一定的探讨。     

辐射屏蔽材料的研究进展

介绍了常见的几种具有较强放射性射线的产生机理和特点,详述了防护这些射线的屏蔽材料的种类和屏蔽原理,提出了新型屏蔽材料的发展方向是研究质地轻、体积小和屏蔽效果好的纤维材料及添加稀土合金的复合材料,指出了目前屏蔽材料的研究方向是通过改进材料制备工艺和提高稀土元素在复合材料中所发挥的作用来增强这些材料的屏蔽效果.     

超疏水电磁屏蔽材料的制备及研究进展

超疏水电磁屏蔽材料以其自清洁、抗污、防粘附、防腐、防电磁辐射等特性具有广泛的应用前景。介绍了超疏水电磁屏蔽材料的制备原理，阐述了基于纳米金属、碳基导电复合材料、导电聚合物的超疏水电磁屏蔽功能材料的制备方法及其应用，分析了超疏水电磁屏蔽材料开发所存在的问题，并对具有优异电磁屏蔽性能的超疏水多功能材料的开发进行了展望。     

中子及伽马射线复合屏蔽材料的研究进展

原子能工业的日益发展带来了核泄漏、核污染等安全隐患,人们必须采取严密的防护措施来保障涉核人员的身体健康和环境安全.众多核辐射类型中,中子和γ射线穿透性最强,屏蔽难度最大.然而,传统的中子屏蔽材料如硼、水、聚乙烯和伽马屏蔽材料如铅、铁、钨等屏蔽功能单一,屏蔽性能有限,有的热力学性能不佳,难以满足现代辐射防护的要求.在这方...     

大气等离子喷涂制备Fe-Ni-B合金涂层-321不锈钢层状复合材料的射线屏蔽性能研究

为满足核辐射屏蔽材料对结构-功能一体化的需求,采用大气等离子喷涂工艺在321不锈钢基体上设计并制备了Fe-Ni-B合金涂层复合材料,用于防护从裂变反应堆释放的中子与γ射线。在介绍该层状复合材料设计与制备的关键参数与技术细节的基础上,主要研究了层状复合材料对中子及γ射线的屏蔽性能。研究结果表明,该层状复合材料具有结构-功能一体化特征,理论计算及测试结果对比分析表明该材料对中子及γ射线拥有良好的综合屏蔽能力,有望在各种核辐射反应堆屏蔽系统中使用。     

中子和伽马射线综合屏蔽材料研究进展

核屏蔽设计的主要任务是屏蔽中子和γ射线,因此,兼具中子和γ射线综合屏蔽性能的屏蔽材料无疑是核屏蔽设计时的最佳选择。本文主要针对中子和γ射线综合屏蔽材料的种类、基质材料和性能进行了分析和综述,探讨了现有中子和γ射线综合屏蔽材料存在的主要问题,认为屏蔽材料的屏蔽性能与其他性能(如力学性能、耐热性等)之间的矛盾是屏蔽材料需要解决的关键问题。最后,展望了未来中子和γ射线综合屏蔽材料的研究方向,指出结构功能一体化屏蔽材料的研究应用是未来一大发展趋势。     

改性碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究进展

为了满足电子设备轻量化和高度集成化发展的趋势和社会健康需求,轻量化、低成本、耐腐蚀的电磁屏蔽材料日益受到青睐。碳系导电填料,尤其是碳纳米管和石墨烯,在聚合物基电磁屏蔽复合材料中应用广泛。但碳系导电填料颗粒的应用通常因其在聚合物基中有限的分散性使得它们与聚合物基体的相互作用受到障碍,从而对电磁屏蔽效能产生不利影响。文中综述了碳纳米管和石墨烯及相关复合材料的典型改性方式及其电磁屏蔽性能,旨在为其在聚合物基电磁屏蔽复合材料中的应用提供良好的设计思路。     

多元复合结构型聚合物基电磁屏蔽材料的研究进展

随着现代电子信息技术的飞速发展,电磁波辐射和污染严重干扰精密电子元器件的正常工作,并直接危害信息安全和人体健康.聚合物基电磁屏蔽材料能有效防止电磁波辐射和污染,当前使用环境对其提出了低反射、高吸收、宽频带和结构/功能一体化的苛刻要求,发展多元复合结构是解决这些难题的有效手段.基于材料对电磁波的屏蔽机理,重点介绍了聚合物...     

不同金属填料对电磁屏蔽涂料屏蔽效能的影响

复合电磁屏蔽材料是一类用于防护电磁波干扰的新型功能材料,作为屏蔽组分主体的金属填料的电磁特性及其在涂料中的分布状态对于材料的屏蔽效能具有显著的影响,同时由于复合材料的结构特点使这类复合电磁屏蔽材料的屏蔽效能与传统金属板材的屏蔽效能计算理论有着较大的差异.在实验研究的基础上讨论了几种典型的金属粉末填料构成的复合电磁屏蔽材料的屏蔽效能的特点,并分析了其与传统屏蔽效能计算理论的差异和形成的原因,为设计高效复合电磁屏蔽材料提供必要的参考.     

窄X射线束屏蔽材料铅当量测量研究

辐射防护材料屏蔽性能常用铅当量表示,为了准确衡量不同防护材料的屏蔽能力,根据IEC 61331标准,研究建立了用于铅当量测量的X射线辐射质.利用EGSnrc软件对辐射质能谱进行了模拟,研究了不同厚度的铅对辐射质能谱的影响以及窄射线束X射线铅当量测量方法,并在窄射线束条件下对16种不同防护材料进行了铅当量测量.结果表明建...     

电磁屏蔽用聚合物基碳纳米复合材料的构筑

随着通信技术和电子设备的迅速发展,电磁污染已经影响到电子设备正常运行和人类生命安全.因此,开发电磁屏蔽材料具有重大的科学意义.近几年,聚合物基碳纳米复合材料在电磁屏蔽领域迅猛发展,表现出诸多优异的性能,引起学术界的广泛关注.基于本课题组在电磁屏蔽领域的认识和研究,简要介绍了电磁屏蔽原理和聚合物基碳纳米复合材料的制备方法...     

铅基核屏蔽材料的研究现状及发展前景展望

简述了核屏蔽材料的一般要求,综述了目前常用屏蔽材料的种类、使用特点以及研究现状,指出了新型铅基核屏蔽材料的研究方向,即功能/结构一体化、纳米铅基复合、基于遗传算法的优化设计方法在新型核屏蔽材料设计中的作用,同时展望了铅基核屏蔽材料的发展前景。     

热中子防护Gd/Al复合材料的设计

随着核电和核动力的发展,热中子防护材料需具备屏蔽性能好、质量轻和机械强度高等特点,而Al基复合材料特别是Al基稀土材料正具备这一特点,因此受到研究人员的广泛关注.本文针对热中子屏蔽Gd/Al复合材料,采用蒙特卡罗方法计算了材料的热中子透射率,通过对比分析得到功能粒子Gd对纯Al材料的中子透射率的改善效果要优于功能粒子B4 C的结论.当Gd/Al复合热中子屏蔽材料的厚度大于2 mm,Gd质量含量应不需大于6％.最后将本文的研究成果应用在乏燃料储存格架材料优化设计中,并得到Gd/Al复合材料辐射性能最佳配比是Gd质量含量4％、复合材料厚度3 mm.