本文關(guān)鍵詞：硅膠基柔性輻射屏蔽復(fù)合材料的研制及性能研究

  更多相關(guān)文章： 柔性屏蔽材料 無鉛屏蔽材料 阻燃性能 隔熱性能 耐輻照性能 中子屏蔽 X射線屏蔽 γ射線屏蔽

【摘要】：隨著我國核工業(yè)和放射醫(yī)療行業(yè)的快速發(fā)展,研究先進(jìn)的個(gè)人防護(hù)用無鉛柔性輻射防護(hù)材料和核儀器設(shè)施外圍輻射防護(hù)用柔性輻射防護(hù)材料具有重要意義。本文研制了三種新型柔性輻射防護(hù)材料并對(duì)復(fù)合材料性能及其影響因素開展了一系列的研究工作。1)針對(duì)個(gè)人輻射防護(hù)用品對(duì)于新型柔性無鉛射線防護(hù)材料的需求,以W粉、Bi2O3粉及甲基乙烯基硅膠(VMQ)為主要原料,采用混煉工藝及熱壓成型工藝制備出一種新型柔性無鉛X射線屏蔽復(fù)合材料,并研究了該材料的X射線屏蔽性能、斷面微觀形貌、力學(xué)性能、透氣性能、傳熱性能及影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:具有相同填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的W/Bi2O3/VMQ復(fù)合材料比Bi2O3/VMQ復(fù)合材料具有更好的屏蔽性能;填料體積分?jǐn)?shù)越大復(fù)合材料力學(xué)性能越差;功能填料體積分?jǐn)?shù)越大復(fù)合材料透濕性越小;添加鎢粉可以有效的提高硅膠基復(fù)合材料熱導(dǎo)率。2)針對(duì)中子源系統(tǒng)等設(shè)備對(duì)于柔性阻燃中子屏蔽材料的需求,以B4C粉末、硼酸鋅粉末、中空微珠材料和甲基乙烯基硅膠為主要原料,采用粉末表面改性工藝、混煉工藝及熱壓成型工藝制備出一種新型的具有阻燃性能的柔性中子屏蔽材料,并研究了該材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能、阻燃性能和中子屏蔽性能及其影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:表面改性工藝可以明顯提高功能填料粉末在基體材料中的分散性能;填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大復(fù)合材料力學(xué)性能越差;當(dāng)中空微珠質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3.5%以上時(shí),復(fù)合材料隔熱性能顯著提升;硼酸鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于12%時(shí),復(fù)合材料達(dá)到難燃級(jí)別;2 cm厚的復(fù)合材料中子透射率僅為47.8%。3)針對(duì)乏燃料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備等對(duì)于柔性耐輻照中子/γ射線屏蔽材料的需求,以B4C粉末、PbO粉末、二苯甲酮和甲基乙烯基硅膠為主要原料,采用粉末表面改性工藝、混煉工藝及熱壓成型工藝制備出一種新型柔性耐輻照中子/γ射線屏蔽材料,并研究了該材料的微觀結(jié)構(gòu)、交聯(lián)密度、力學(xué)性能、耐熱性能和中子/γ射線屏蔽性能及其影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:表面改性工藝可以明顯提高功能填料粉末在基體材料中的分散性能;二苯甲酮可以有效降低硅膠基體輻照交聯(lián)反應(yīng);輻照后復(fù)合材料拉伸性能、撕裂強(qiáng)度和柔軟度明顯降低,添加二苯甲酮對(duì)于復(fù)合材料輻照后的力學(xué)性能衰退有明顯改善;含有二苯甲酮的復(fù)合材料樣品輻照前后初始分解溫度為323.6℃和335.3℃;2 mm厚的復(fù)合材料中子透射率僅為0.12,2 cm厚的復(fù)合材料對(duì)能量分別為0.662 MeV、1.173 MeV和1.332 MeV的γ射線透射率分別為0.7、0.782和0.795。本文的研究工作為個(gè)人輻射防護(hù)及核設(shè)備輻射防護(hù)用高性能柔性輻射屏蔽材料研制提供了重要參考,也為下一步研發(fā)性能更高、功能更強(qiáng)、用途更廣泛的柔性輻射防護(hù)材料奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：柔性屏蔽材料 無鉛屏蔽材料 阻燃性能 隔熱性能 耐輻照性能 中子屏蔽 X射線屏蔽 γ射線屏蔽
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 縮寫詞14-15
• 第一章 緒論15-20
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 柔性輻射防護(hù)材料發(fā)展現(xiàn)狀與分析16-17
• 1.2.1 柔性X/γ 射線屏蔽材料16
• 1.2.2 柔性中子屏蔽材料16-17
• 1.2.3 柔性中子/γ 射線屏蔽材料17
• 1.3 存在的問題和本文的研究內(nèi)容17-20
• 1.3.1 柔性輻射屏蔽材料研究存在的問題17-18
• 1.3.2 本文的研究內(nèi)容18-20
• 第二章 電離輻射與物質(zhì)的相互作用及輻射防護(hù)材料設(shè)計(jì)20-26
• 2.1 電離輻射與物質(zhì)相互作用原理20-22
• 2.1.1 X/γ 射線與物質(zhì)的相互作用20-22
• 2.1.2 中子與物質(zhì)的相互作用22
• 2.2 物質(zhì)對(duì)射線的吸收與屏蔽22-23
• 2.2.1 X/γ 射線輻射屏蔽22-23
• 2.2.2 中子輻射屏蔽23
• 2.3 輻射防護(hù)材料設(shè)計(jì)的基本思想23-25
• 2.3.1 X/γ 射線屏蔽材料設(shè)計(jì)23-24
• 2.3.2 中子屏蔽材料設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.3 中子/γ 射線屏蔽材料設(shè)計(jì)25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 W/Bi_2O_3/硅膠柔性無鉛X射線輻射防護(hù)材料的制備及性能研究26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 試劑和原料26-27
• 3.3 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備27
• 3.4 制備實(shí)驗(yàn)樣品27-28
• 3.4.1 基體材料制備與粉末共混工藝27-28
• 3.4.2 復(fù)合材料固化成型工藝28
• 3.5 樣品的測試方法28-30
• 3.5.1 X射線屏蔽性能測試28-29
• 3.5.2 掃面電鏡測試29
• 3.5.3 力學(xué)性能測試29
• 3.5.4 透氣性能測試29
• 3.5.5 熱導(dǎo)率測試29-30
• 3.6 測試結(jié)果與分析30-36
• 3.6.1 復(fù)合材料X射線屏蔽性能30-31
• 3.6.2 復(fù)合材料試樣斷面微觀形貌31-33
• 3.6.3 復(fù)合材料力學(xué)性能33-34
• 3.6.4 復(fù)合材料透濕性能34-35
• 3.6.5 復(fù)合材料熱導(dǎo)率35-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 第四章 B_4C/ZB/硅膠柔性阻燃中子輻射防護(hù)材料的制備及性能研究37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 試劑和原料37-38
• 4.3 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備38
• 4.4 樣品制備與輻照實(shí)驗(yàn)38-40
• 4.4.1 粉末表面改性處理工藝38
• 4.4.2 基體材料制備與粉末共混工藝38-39
• 4.4.3 樣品固化成型工藝39-40
• 4.5 樣品性能測試40-41
• 4.5.1 傅里葉紅外光譜測試40
• 4.5.2 掃描電鏡測試40
• 4.5.3 力學(xué)性能測試40
• 4.5.4 熱導(dǎo)率測試40
• 4.5.5 阻燃性能測試40-41
• 4.5.6 中子屏蔽性能測試41
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析41-48
• 4.6.1 傅里葉紅外光譜分析41-42
• 4.6.2 復(fù)合材料試樣斷面微觀形貌42-44
• 4.6.3 復(fù)合材料力學(xué)性能44-46
• 4.6.4 復(fù)合材料熱導(dǎo)率46
• 4.6.5 復(fù)合材料阻燃性能46-47
• 4.6.6 復(fù)合材料中子屏蔽性能47-48
• 4.7 本章小結(jié)48-49
• 第五章 PbO/B_4C/硅膠柔性耐輻照中子/γ 射線輻射防護(hù)材料的制備及性能研究49-64
• 5.1 引言49
• 5.2 試劑和原料49-50
• 5.3 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備50
• 5.4 樣品制備與輻照實(shí)驗(yàn)50-52
• 5.4.1 粉末表面改性工藝50
• 5.4.2 基體材料制備與粉末共混工藝50-51
• 5.4.3 樣品固化成型工藝51
• 5.4.4 樣品輻照實(shí)驗(yàn)51-52
• 5.5 樣品性能測試52-54
• 5.5.1 傅里葉紅外光譜測試52
• 5.5.2 掃描電鏡測試52
• 5.5.3 硅膠交聯(lián)密度測試52-53
• 5.5.4 力學(xué)性能測試53
• 5.5.5 熱穩(wěn)定性測試53
• 5.5.6 中子和 γ 射線屏蔽性能測試53-54
• 5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析54-63
• 5.6.1 傅里葉紅外光譜分析54-55
• 5.6.2 復(fù)合材料試樣斷面微觀形貌55-56
• 5.6.3 復(fù)合材料硅膠基體的交聯(lián)密度56-57
• 5.6.4 復(fù)合材料力學(xué)性能57-60
• 5.6.5 復(fù)合材料熱穩(wěn)定性能60-61
• 5.6.6 復(fù)合材料中子和 γ 射線屏蔽性能61-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-67
• 6.1 研究工作總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：723472