Регистрация / Вход
Прислать материал

Изучение свойств радиационно-защитного алюмоматричного композиционного материала армированного бор-вольфрамовыми порошками.

Фамилия
Володина
Имя
Полина
Отчество
Андреевна
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра цветных металлов и золота (ЦМЗ)
Академическая группа
ММТ-16-8-8
Научный руководитель
к.т.н., доцент Божко Г.Г.; к.т.н., доцент Абузин Ю.А.
Название тезиса
Изучение свойств радиационно-защитного алюмоматричного композиционного материала армированного бор-вольфрамовыми порошками.
Тезис

Как известно, нейтронное и  γ – излучение имеют наибольшую проникающую способность среди всех видов ионизирующих излучений, поэтому защитные материалы и сооружения проектируются, обычно, исходя из требований ослабления именно этих излучений. Для решения этой проблемы предлагается использовать в едином наполнителе порошки с γ – и нейтронно-поглощающими свойствами, что возможно сделать в рамках создания радиационно-защитного композиционного материала на основе алюминиевой матрицы, армированной бор – и вольфрам – содержащими порошками.

В работе исследовался способ получения композиционных материалов систем Al–(B4C–WО3) и Al–(B4C–W) методом принудительной пропитки под давлением.

Изучение микроструктуры полученных образцов (рисунок 1) показало равномерность распределения армирующих бор-вольфрамовых частиц в алюминиевом композиционном материале. На микроструктуре образцов видно, что отсутствуют ярко выраженные крупные дефекты, а так же видимые следы взаимодействия по границе раздела матрица - армирующая частица.

 

     

                                     а)

      

                                  б)

а) система на основе B4C и WO3;  б) система основе B4C и W

Рисунок 1 -  Микроструктура композиционного материала

 

Рентгенофазовый анализ показал соответствие компонентов полученного композиционного материала системы Al–(B4C–W) с исходным по шихтовке. При этом образование новых фаз в процессе пропитки алюминием не происходит. В случае системы Al–(B4C–WO3) происходит восстановление оксида вольфрама и образование Al2O3. Сравнительная характеристика двух образцов Al–(B4C–W) и Al–(B4C–WО3) приведена в таблице 1.

 

Таблица 1 – Сравнительная характеристика образцов Al–(B4C–W) и Al–(B4C–WО3)

Свойства

Al-B4C-WО3

Al-B4C-W

Твердость, НВ

70,2 ± 0,66

51,3 ± 0,12

Плотность, г/см3

2,9 ± 0,17

5,4 ± 0,02

Модуль упругости,ГПа

5,0 ± 0,40

3,7 ± 0,3

Предел текучести, МПа

120,67 ± 4,41

87,30 ± 2,68

Предел прочности, МПа

162,67 ± 2,49

116,70 ± 2,84

Относительное укорочение, %

4,20 ± 0,20

2,90 ± 0,14

 

По результатам работы можно сделать вывод, что композиционный материал системы Al-B4C-WОимеет более высокие прочностные характеристики и меньшую плотность, чем материал на основе Al-B4C-W. Таким образом, полученные композиционные материалы можно использовать, например, в качестве конструкционного материала в транспортных упаковочных комплектах для отработанных ядерных отходов.