江西优势铝碳化硼产业化

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。如美国DWA公司的B4C/Al产品已成功用于可活动燃油检查口盖等器件上。江西优势铝碳化硼产业化

其中铝基复合材料的研究和应用**为***，早在20世纪80年代，洛克希德·马丁公司将DWA复合材料公司生产25%SiCp/6061Al复合材料用作飞机上承放电子设备的支架，其刚度比原用的7075铝合金约高65%。近年来，以颗粒增强铝为**的金属基复合材料作为主承载结构件，在先进飞机上获得广泛应用。DWA复合材料公司与洛克希德·马丁公司及空军合作，将粉末冶金法制备的碳化硅颗粒增强铝基6092Al复合材料，用于F-16战斗机的腹鳍，代替了原有的2214铝合金蒙皮，刚度提高50%，寿命提高17倍，可以大幅度减少检修次数，节约检修费用，并使飞机的机动性能得到提高。F-18战斗机上采用碳化硅颗粒增强铝基复合材料，作为液压制动器缸体，与替代材料铝青铜相比，不仅净质量减小，热膨胀系数降低，而且疲劳极限还提高1倍以上。安徽多功能铝碳化硼设计铝碳化硼作为中子吸收构件已经在核工业得到了广泛应用。

碳化硼陶瓷具有高硬度、高熔点、低密度的特点，将其与金属铝基复合材料能克服自身缺陷，使其得到更***的应用。碳化硼陶瓷是一种具有优良性能的特种陶瓷，如高熔点（2450℃）、高硬度、高模量、密度小（2.52g/cm3）、耐磨性好、耐酸碱性强，但其本身所具有的缺陷，如低断裂韧性、过高的烧结稳定、抗氧化能力较差以及对金属稳定性较差等，限制了其在工业上的广泛应用。而金属次啊了具有优良的导电、导热性能以及高延展性且易加工的特点，将两者进行复合可同时发挥两者的优势。

碳化硼陶瓷具有低密度、高硬度、高弹性模量、高热导率、高熔点、优异的耐磨性能等特点，同时兼有较高的抗弯强度和断裂韧性。铝基碳化硼中子吸收材料是核电站乏燃料贮存格架，运输容器的主要材料，用以保证乏燃料在贮存和运输中的临界安全。铝基碳化硼中子吸收材料是核电站乏燃料贮存格架，运输容器的主要材料，用以保证乏燃料在贮存和运输中的临界安全。可满足AP1000,CAP1000,CAP1400堆型核电站对产品的要求，适用华龙一号，三代及二代核电站对该产品的要求。铝与B4C颗粒复合后具备质量轻、韧性高、强度高等特点。

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。杭州陶飞仑生产的铝碳化硼复合材料中碳化硼含量高达75%。广东大规模铝碳化硼结构设计

杭州陶飞仑可生产大尺寸铝碳化硼复合材料，材料致密度高。江西优势铝碳化硼产业化

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。江西优势铝碳化硼产业化

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