热压烧结石墨烯/B4C复合材料的制备与性能研究

采用真空热压烧结工艺,在2150℃及30 MPa压制压力条件下,保温30 min制备了石墨烯/B4 C陶瓷基复合材料.采用拉曼光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜分析了复合材料的物相组成和显微结构,通过测量陶瓷的相对密度、硬度和弯曲强度,研究了氧化石墨烯添加量对B4C烧结行为和力学性能的影响.结果 表明:复合材料的相对密度随着石墨烯含量的增加先增加而后降低.当氧化石墨烯含量为3.0wt％时,复合材料的力学性能达到最大值,其抗弯强度为547 MPa,断裂韧性为4.50 MPa·m1/2,裂纹偏转以及石墨烯拔出是材料力学性能提升的原因;与此同时,该复合材料的电导率达到1.0 S/m以上,达到了电加工所需的电导率水平.     

高密度聚乙烯/铅硼复合材料屏蔽性能和力学性能研究

研究了高密度聚乙烯/铅硼复合材料的屏蔽性能和力学性能,通过屏蔽仿真比较了密度及碳化硼（B4C）含量对屏蔽性能的影响,通过试验比较了B4C含量对屏蔽性能、弯曲强度及冲击强度的影响。仿真结果表明,随聚乙烯/铅硼复合材料密度升高,快中子屏蔽性能下降,热中子屏蔽性能和γ屏蔽性能提高;保持聚乙烯/铅硼复合材料密度不变,随B4C含量的提高,中子屏蔽性能提高而γ屏蔽性能下降;实验数据表明,随B4C含量的升高,高密度聚乙烯/铅硼材料的快中子屏蔽性能、热中子屏蔽性能升高,γ屏蔽系数下降,冲击强度和弯曲强度下降明显,屏蔽性能测试结果和仿真结果规律性相符;综合仿真结果和实验数据表明,含B4C 2 %左右的高密度聚乙烯/铅硼复合材料同时具有较好的屏蔽性能和力学性能。     

核屏蔽用中子吸收材料研究现状与展望

镉(Cd)、硼(B)和一些稀有元素具有较大的热中子吸收截面,在核屏蔽吸收中子领域具有较广泛的应用前景。本文概述了用于核电站乏燃料“湿法”贮存用中子吸收材料的种类,论述了各种中子吸收材料的优点和不足。阐述了铝基碳化硼(B4C/Al)中子吸收材料的研究进展以及不同制备方法的优点和不足,进一步介绍了搅拌摩擦焊方法和扩散焊方法在连接B4C/Al中子吸收材料过程中的优势。在此基础上,对新型中子吸收材料在成分、结构设计方面进行了分析,对未来核屏蔽用中子吸收材料进行了展望。     

碳化硼高温烧结炉测温方法改进服务案例

为了解决烧结炉长期高温运行之后,测温传感器老化、损毁,进而造成炉温测量失准的问题,文章对一碳化硼生产企业的烧结炉进行了测温方法改进。改进方案为:在烧结炉壁上方开设观察窗,观察窗上安装已测得透过率的石英玻璃,用光电高温计透过石英玻璃观察窗,对烧结炉内温度进行测量。与烧结炉原有的电偶组测温方法相比较,测温方法改进后的烧结工艺,碳化硼烧结的成品率提高了,说明改进后的测温方法精确更高,企业的生产效率得到提高,改造效果良好。     

碳化硼材料的制备技术

本文综述了国内外碳化硼粉末和碳化硼陶瓷制备技术的研究现状与进展情况,重点介绍了碳管炉、电弧炉碳热还原法、自蔓延高温合成法、激光诱导化学气相沉积法、溶胶凝胶碳热还原法合成碳化硼粉末以及热压、热等静压、无压烧结、放电等离子烧结和反应烧结制备碳化硼陶瓷的研究进展。     

碳化硼的化学稳定性及湿溶研究

碳化硼是对酸最稳定的物质之一，一般用熔融法分解〔１，２〕。作者欲用湿法分解测定表１中试样的含氮量，就必须对它的化学稳定性进行研究，在此基础上拟定出既能溶解碳化硼，又不损失氮量的湿溶体系。文献〔３〕介绍硼与碳的化合物有Ｂ１２Ｃ，Ｂ１３Ｃ２和Ｂ４Ｃ，但只...     

橡胶模成型和真空烧结制备碳化硼锆合金

以碳化硼、氢化锆-2粉为原料,用橡胶模成型和真空烧结的方法制备了碳化硼锆合金,用浸渍法测定烧结体的相对密度与开孔率,用扫描电镜分析了烧结体的微观结构,研究了碳化硼含量、成型压力、烧结温度、保温时间、助烧剂加入量对碳化硼锆合金相对密度的影响。结果表明:碳化硼对烧结有阻碍作用,烧结体的相对密度随碳化硼含量的增加而降低;坯体的成型压力越高,烧结温度越高,保温时间越长,烧结体的相对密度越高;锡粉有较好的助烧作用,但锡粉的质量分数不宜超过0.5%,如果添加量过高,烧结体的相对密度反而下降。     

碳化硼基双复合装甲板制备与靶试

B4C基复合材料有一定韧性且硬度能与B4C匹配,依靠该复合材料约束B4C板,降低B4C板韧性低的不利影响,可充分发挥B4C板硬度高的优势。为获得硬度高、密度低且抗连续打击的陶瓷基复合靶板,设计了由B4C板与B4C基复合材料构成的靶板。靶板中复合材料自身是三维微观结构复合,与B4C板间的结合则是二维宏观复合。通过理论分析和试验确定靶板的制备方法和工艺。靶试显示Ф82mm×15mm靶板可抗2发7.62mm穿甲燃烧弹,防护面密度为38kg/m2。     

过渡元素改善B4C/Al材料界面润湿性的机理研究

B₄C/Al复合材料是目前最理想的中子吸收材料,但工业上常用的液态搅拌法制备过程中存在着界面润湿性差的问题。本文结合实验及第一性原理的方法,通过研究Al(111)/AlB₂(0001)和Al(111)/TiB₂(0001)界面的结构来分析工业上添加过渡元素Ti对B₄C/Al界面润湿性的改善机制。通过计算发现,Al(111)/TiB₂(0001)界面相对Al(111)/AlB₂(0001)界面具有更高的粘附功值,说明其界面结合更强。进一步对比Ti掺杂二硼化物和AlB₂的偏态密度结构,发现Ti掺杂体具有较低的反键态,表明Ti-3d和B-2p轨道电子杂化后,在B、Ti原子间形成了较强的化学键,从而促进了Al(111)/TiB₂(0001)界面处的强结合作用,提高了Al(111)/TiB₂(0001)界面粘附功,故而改善了B₄C/Al界面的润湿性。根据同样的理论依据,V掺杂体也具有较低的反键态,V和B之间的强结合效果或许能够改善B₄C/Al界面的润湿性,成为又一理想的溶体改性掺杂元素。     

碳化硼陶瓷的烧结与应用新进展

碳化硼陶瓷具有高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀等优点,是一种综合性能优异的结构材料。碳化硼陶瓷可通过有效添加剂、适当的温度与压力等条件实现致密化烧结,从而提高其综合性能,因此碳化硼的致密化烧结是其关键技术。本文论述了碳化硼陶瓷致密化烧结工艺的基本原理及烧结方法,在此基础上总结了碳化硼陶瓷在陶瓷装甲、核能和耐磨技术等重要领域的应用。