江苏铝碳化硼发展趋势

因此，碳化硼陶瓷的烧结工艺要尽量利用反应过程中的化学驱动力、微裂纹增韧等作用来达到既能降低碳化硼的烧结温度又能提高制品的综合性能的效果。陶瓷致密度越高，陶瓷晶粒越细，陶瓷整体的硬度就越高。而要想提高陶瓷材料的断裂韧性，可以从细化晶粒、提高结构均匀性、减少缺陷尺寸等方面入手，其增韧机制有相变增韧、纤维补强增韧、颗粒弥散增韧。撞击产生后，在拉伸载荷作用下，断裂首先发生在非均质处如孔隙和晶界上。因此，为使微观应力集中降低到**小程度，防弹陶瓷应当是孔隙率低（达理论密度值的99%）和细晶粒结构的高质量陶瓷。碳化硼-铝复合材料特别是在核电领域具有广泛应用。江苏铝碳化硼发展趋势

2014年以来，某研究所先后为核电重大专项《核燃料组件运输容器设计制造技术项目》、《高温气冷堆核燃料元件运输、贮存容器设计与制造技术及运输过程技术研究项目》两个项目的样机提供了多批次B4C/Al板材，率先实现了B4C/Al中子吸收材料的国产化供货。2014年5月供货的中子吸收板用于国家科技重大专项及中核集团科技专项“龙舟-CNSC 乏燃料运输容器研制”项目中原型样机，近日该样机在西安核设备有限公司通过了验收。杭州陶飞仑新材料有限公司生产铝碳化硼中碳化硼含量高达75%，极大地提高了中子防护能力。江西铝碳化硼分类碳化硼中硼元素大的中子吸收截面，是吸收热中子能力很强的元素之一。

2、防中子核电站用屏蔽组件B4C具有密度小、硬度高、强度高、耐磨损、耐高温、化学稳定性好等优点，将B4C粉体加入少量的助剂烧结为B4C块体和板材可以用于核反应堆的屏蔽组件。

目前，快中子反应堆普遍采用不同10B富集度的热压烧结B4C芯块作为中子吸收材料，如控制棒等，选用热压烧结天然 B4C芯块制造屏蔽组件。

3、添加B4C的防辐射聚乙烯板含硼聚乙烯板板是一种含有元素B4C增强的高分子聚乙烯(UHMWPE)，元素B可以提供抵抗额外的中子辐射屏蔽作用。高分子聚乙烯基体是一种富氢材料，再结合B元素可以应用在核屏蔽领域中。富氢材料可以使中子衰减，而硼则易于吸收热能化中子。含硼聚乙烯板板可用于核电站防辐射源的屏蔽防辐射材料

当被***射中后，防弹陶瓷经历了三个过程：（1）初始撞击阶段：弹丸撞击陶瓷表面，使弹头变钝，在陶瓷表面粉碎形成细小且坚硬的碎块区的过程中吸收能量；（2）侵蚀阶段：变钝的弹丸继续侵蚀碎块区，形成连续的陶瓷碎片层；（3）变形、裂缝和断裂阶段：***陶瓷中产生张应力使陶瓷碎裂，随后背板变形，剩余的能量全部由背板材料的变形所吸收。弹丸撞击陶瓷的过程中，弹丸和陶瓷均受到破坏。通俗来讲，防弹陶瓷要足够“硬”，能在撞击过程中破坏弹体，防弹陶瓷还需要足够“韧”，能在撞击过程中释放应力吸收能量，由于陶瓷是脆的，所以这个“韧”指的不是产生塑性变形的韧性，而是断裂韧性。B4C/Al兼具金属和陶瓷的双重优势，并且可根据不同需求来设计其组分配比，用于装甲防护等。

目前加入的添加剂主要包括金属单质(Fe、Al、Ni、Ti、Cu、Cr等)、金属氧化物(Al2O3、TiO2等)、过渡金属碳化物(CrC、VC、WC、TiC等)及其他添加剂(AlF3、MgF2、Be2C、Si等)。添加剂通过它本身或与碳化硼发生原位反应，将形成一个非易失性的第二相，帮助致密化和性能的提高。在防弹陶瓷领域，通常做成的形状是圆柱形、正方形和正六边形，其中圆柱形陶瓷的防弹能力比较好，但存在较大的空隙；正方形陶瓷块有较多防弹性能差的直通缝，影响其防弹性能；正六边形陶瓷综合性能较好，但要求陶瓷块的形状尺寸要精确。对于当前的热压工艺，能满足大部分需求形状的碳化硼陶瓷的制备。因为碳化硼颗粒的中子俘获截面大，吸收能力强，俘获能谱宽，被加工成中子吸收板应用于核能防护领域。湖北大规模铝碳化硼设计

杭州陶飞仑采用真空压力浸渗法，可制备碳化硼体积分数高达75%的铝碳化硼复合材料。江苏铝碳化硼发展趋势

4、B4C/Al2O3燃料芯块B4C/Al2O3芯块属于一种可燃毒物燃料芯块，置于燃料组件之中，用于控制堆芯过剩反应性，抑制功率峰，展平径向功率分布。B4C/Al2O3芯块为环形芯块（图5），是天然丰度B4C弥散在Al2O3中的复合陶瓷材料。芯块长度从10~51mm，壁厚*约0.5mm，制造难度较高。核燃料可分为金属型、陶瓷型和弥散型，外面敷以铝合金、镁合金、锆合金以及不锈钢等包壳材料。燃料芯块的表面必须机械磨光，以保证与包壳材料的配合。核电站的反应堆堆芯装有100多个这样的核燃料组件，总重量达几十吨。江苏铝碳化硼发展趋势

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