热化学反应法制备碳化硼核辐射屏蔽涂层及其应用研究

随着核能源及各种核反应堆的发展，对屏蔽材料的要求越来越高，现有的许多屏蔽材料已难以满足其综合使用要求，主要表现在屏蔽材料的屏蔽效果与其它性能如力学性能、耐热性、抗辐照性能等难以兼顾。迫切需要所研制的屏蔽材料不仅具有良好的综合屏蔽效果，而且还应具有优秀的结构性能。在目前常用的屏蔽材料中，不锈钢具有优良的力学性能和良好的对γ射线屏蔽效果；而碳化硼具有优异的中子吸收能力和抗辐照能力。若能采用合适的表面处理技术在不锈钢表面制备出碳化硼涂层，则制备的复合材料兼有良好的结构性能和优秀的综合屏蔽效果。基于此，本申请项目研究一种热化学反应法在不锈钢表面制备碳化硼涂层的新工艺，探索热化学反应法制备碳化硼涂层的影响因素、固化机理、界面结合机制以及涂层的实际应用。本研究可解决目前在金属表面制备碳化硼涂层技术复杂、涂层过薄及效率低的问题，并且对解决目前核辐射屏蔽材料的屏蔽性能和结构性能之间的矛盾进行了有益尝试。

目前，核辐射屏蔽材料及其结构设计的研究变的越来越重要，尤其是对人体和环境生物有巨大危害的中子射线的屏蔽与防护更是研究重点。本研究采用了一种热化学反应法在不锈钢表面制备具有优异的中子吸收能力的碳化硼涂层的新工艺；研究了热化学反应法制备碳化硼涂层的影响因素、固化机理和界面结合机制；研究了涂层的力学性能，高温稳定性，并探讨了涂层的中子屏蔽效果。本研究可解决目前在金属表面制备碳化硼涂层技术复杂、涂层过薄及效率低的问题，并且对解决目前核辐射屏蔽材料的屏蔽性能和结构性能之间的矛盾。