湖南大規(guī)模鋁碳化硼結構設計

烏克蘭切爾諾貝利核電站準備建造乏燃料**貯存設施：在奧爾維爾核電站，Holtec公司向烏克蘭**團介紹了攪拌摩擦焊接燃料籃（高溫蛻晶物質），一種鋁碳化硼金屬基復合材料。焊縫不會像傳統(tǒng)焊接那樣發(fā)生扭曲。Holtec公司在1月份首先公布了快速退役燃料籃設計，并介紹，燃料籃的導熱性是傳統(tǒng)不銹鋼燃料籃的10倍，縮短了在干貯存設備儲存之前乏燃料所需要的冷卻時間----從7年縮至2年半。公司稱，這一性能將使已關閉的電廠在反應堆關閉后66個月之內(nèi)恢復到電廠運行前狀態(tài)。B4C顆粒增強鋁基復合材料還具備良好的抗彈性與防護性等優(yōu)點。湖南大規(guī)模鋁碳化硼結構設計

由于粉料在加熱加壓進行時處于熱塑性狀態(tài)，所以有利于顆粒擴散和傳質過程的進行，能有效降低燒結溫度，減少燒結時間，因而可獲得致密度高、氣孔小而少、晶粒細小和力學性能良好的碳化硼陶瓷制品。通常熱壓燒結條件為：真空或惰性氣氛壓力20～40MPa，溫度2200～2300 ℃，保溫時間0.5～2h。碳化硼是共價鍵很強的化合物，在高溫下燒結擴散速率慢，物質流動發(fā)生較少，使其致密化過程非常困難。在熱壓燒結過程具有中致密化的三種連續(xù)機制。江蘇質量鋁碳化硼發(fā)展趨勢一定含量的B4C/Al復合材料在***領域也極具潛力。

在軍機上還應用有其他的先進材料，如陶瓷基復合材料、功能復合材料等。陶瓷基層狀復合材料具有獨特的力學性能和抗破壞能力，主要用于制作飛機燃氣渦輪發(fā)動機噴嘴閥，在提高發(fā)動機的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。氧化鋁纖維增強陶瓷基復合材料可用作超音速飛機、火箭發(fā)動機噴管和墊圈材料。碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料可作為高溫熱交換器、燃氣輪機的燃燒室材料。陶瓷基復合材料是未來高推重比發(fā)動機渦輪及燃燒系統(tǒng)的優(yōu)先材料，如用于F-119發(fā)動機矢量噴管的內(nèi)壁板等。功能復合材料是指除力學性能以外還提供其他物理性能并包括化學和生物性能的復合材料，如隱身性、智能性等，美國的F-117戰(zhàn)斗機采用隱身材料，機身機翼和V型垂尾外表面貼吸波薄板或鐵氧體復合涂層，起到很好的隱身效果。智能材料是把傳感器、致動器、光電器件和微型處理機等埋在復合材料結構中，具有感知周圍環(huán)境變化，針對這種變化具有自診斷功能、自適應功能、自修復自愈合功能，且具有自決策功能的復合材料，可用于制作飛機上的傳感元件、處理元件和驅動元件。

所研制的復合材料的特點是：B4C顆粒的平均粒度在亞微米范圍內(nèi)，形貌近似球形，均勻分布在鋁基體中并且與基體形成了良好的界面結合等。17vol %B4Cp/AI6061的屈服強度為415MPa，抗拉強度為470MPa，比常規(guī)粉末冶金法復合材料的屈服強度和抗拉強度分別提高69%和70%；23vol% B4Cp/Al2024復合材料的抗拉強度可達560MPa以上，彈性模量高達126GPa，這些性能數(shù)值已接近或達到國外先進水平。本項目開發(fā)的復合材料制各技術成功地解決了顆粒分布均勻性和界面結合問題，可制備出高性能、高質量的復合材料，采用該技術可制備和開發(fā)出結構級、儀表級和光學級復合材料零部件，在航空、航天、**領域具有廣闊的應用前景。鋁碳化硼具備了鋁合金和碳化硼各自的特性。

金屬基復合材料把金屬良好的韌性、延展性、容易成形和強度高的優(yōu)點與陶瓷的高硬度耐燒蝕和重量輕的優(yōu)點結合在一起，形成一種嶄新的材料。它既克服了陶瓷的脆性和不能抗彈丸多次打擊的缺點，又彌補了金屬硬度不夠和較重的缺點，具有優(yōu)良的抗彈性能。人們可以根據(jù)需要，制造出金屬和陶瓷成分無限變化的金屬基復合材料。在多數(shù)金屬基復合材料中，陶瓷都是作為增強物，含量按體積通常在30%以下。在有些復合材料中，陶瓷含量高達80%。比如，美國空軍飛機C-130的防彈裝甲是用鋁/碳化硼復合材料制造的。按體積，鋁的含量約25%-30%，碳化硼的含量約70%-75%，這種裝甲的密度*2.6克/cm3，能夠使每架C-130飛機的重量減輕約1365kg，但裝甲的防彈性能卻比迄今使用的鋁/碳化硅和鋁/氧化鋁裝甲復合材料高?；贐4C/Al較低的熱膨脹系數(shù)，較高的疲勞極限和良好的抗沖擊能力。浙江質量鋁碳化硼供應

B4C/AL復合材料因其優(yōu)異的性能越來越受關注。湖南大規(guī)模鋁碳化硼結構設計

中子吸收材料又稱中子毒物材料，通過其含有的大的中子吸收截面物質（如硼、鎘、釓等）吸收熱中子，從而抑制核裂變鏈式反應，主要用于核燃料與乏燃料貯存和運輸中，以保證貯運的次臨界安全。碳化硼增強鋁（B4C/Al）中子吸收材料是由B4C顆粒添加到鋁基體中形成的一種新型鋁基復合材料，因其硼含量高、密度低、熱導率高等優(yōu)點，近年來在國外已替代傳統(tǒng)的硼不銹鋼等中子吸收材料大量應用于核燃料/乏燃料高密度貯存和運輸。我國由于核電商業(yè)化較晚，中子吸收材料研發(fā)明顯滯后，B4C/Al中子吸收材料長期依賴進口，嚴重制約了我國核電自主化與走出去的發(fā)展戰(zhàn)略。湖南大規(guī)模鋁碳化硼結構設計

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