Нейтронозащитный материал

 

Использование: изобретение относится к ядерной технике, к материалам для защиты от излучений и предназначено для использования при изготовлении элементов радиационнозащитных экранов. Цель изобретения: повышение теплопроводности материала и его прочности на изгиб, упрощение и ускорение способа получения материала. Сущность изобретения: материал содержит бор (1 - 10 мас.%), оксид магния (1 - 10,2 мас.%) и нитрид бора (остальное). Способ получения материала осуществляют методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Материал имеет теплопроводность после облучения при 600^oС Вт/мК и предел прочности на изгиб 4,8 - 9,7 кг/мм². 1 табл.

Изобретение относится к ядерной технике, к материалам для защиты от излучений и предназначено для использования при изготовлении элементов радиационно-защитных экранов. Целью изобретения является повышение теплопроводности материала и его прочности на изгиб. Цель достигается тем, что нейтронозащитный материал содержит бор (1-10 мас.), оксид магния (1-10,2 мас.) и нитрид бора (остальное). Нейтронозащитный материал получают следующим образом. Составляют исходную смесь для приготовления которой используют бор и оксид магния в стадии поставки, полибориды магния в соответствии с ТУ 113-12-11.102-88, графитоподобный нитрид бора как полученный в режиме СВС, так и поставляемый промышленностью. Тщательно перемешивают ее в шаровой мельнице в течение 2-10 ч, прессуют смеси под давлением 300 кг/см² в виде заготовок изделий заданной формы, например кирпичей или плиток размерами 40х40х200 мм, 15х70х250 мм соответственно. Заготовку помещают в герметичный реактор самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), заполняют реактор азотом до давления 800-3000 атм, к заготовке подводят вольфрамовую спираль и подают на нее кратковременный импульс тока, инициируя в смеси реакцию горения. Процесс горения продолжается 1-10 с, после чего реактор охлаждают, сбрасывают остаточное давление и извлекают из реактора готовое изделие. П р и м е р Берут 20 г аморфного бора с содержанием основного компонента 98% 210 г оксида магния и 70 г нитрида бора, перемешивают компоненты в шаровой мельнице в течение 5 ч до получения однородной смеси, формуют из смеси заготовку в виде кирпича под давлением прессования 300 кг/см². После этого заготовку помещают в реактор СВС, заполняют реактор азотом под давлением 1000 атм и инициируют нагреваемой вольфрамовой спиралью реакцию горения. После прохождения по заготовке волны горения (10 с) сбрасывают давление, охлаждают реактор и извлекают из него готовое изделие, материал которого в данном случае имеет следующий состав, мас. бор 1, МgO 8, BN 91. Плотность заготовки 1,7 г/см³, предел прочности на изгиб при 20^оС до облучения 5 кг/мм², после облучения дозой 10⁹ рад 4,8 кг/мм², коэффициент теплопроводности λ=15 Вт/м ˙ К при 100^оС и 10 Вт/м ˙ К при 600^оС. В таблице приведены сведения о составе исходной шихты и конечного материала, условиях получения материала и его свойствах. Из приведенных данных видно, что использование изобретения позволяет существенно повысить коэффициент теплопроводности получаемого материала после облучения, а также предел прочности материала на изгиб (с 1,73 до 4,8-9,7 кг/мм²). Кроме того, способ получения нейтронозащитного материала отличается простотой, не требует значительных затрат времени и энергии, экологически чист, легко поддается автоматизации, характеризуется большой производительностью.

Формула изобретения

НЕЙТРОНОЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий нитрид бора, отличающийся тем, что, с целью повышения теплопроводности и прочности на изгиб, он дополнительно содержит бор и оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас. %: Бор - 1 - 10 Оксид магния - 1 - 10,2 Нитрид бора - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---