硅膠基柔性輻射屏蔽復(fù)合材料的研制及性能研究.pdf

1、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）針對個人輻射防護(hù)用品對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

2、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??；添加鎢粉可以有效的提高硅膠基復(fù)合材料熱導(dǎo)率。
　　2）針對中子源系統(tǒng)等設(shè)備對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

3、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，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，復(fù)合材料達(dá)到難燃級別；2 cm厚的復(fù)合材料中子透射率僅為47.8%

4、。
　　3）針對乏燃料儲運(yùn)設(shè)備等對于柔性耐輻照中子/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

5、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