[发明专利]一种不锈钢基板上中子吸收复合材料的喷涂方法

说明书

本发明公开了一种可对高能量中子具备较好防护能力的不锈钢基板上中子吸收复合材料的喷涂方法，其具体步骤包括：1)将40～70重量份的铝基金属粉末、20～40重量份的碳化硼粉末和10～20重量份的氧化钐粉末混合均匀，作为内层喷涂粉末；2)将30～70重量份的铝基金属粉末、20～50重量份的三氟化铝粉末和10～20重量份的氢化锆粉末混合均匀，作为外层喷涂粉末；3)对不锈钢基板表面进行清洗和喷砂粗化处理；4)采用氮气或氦气作为运载气体，将内层喷涂粉末对不锈钢表面进行喷涂，形成内侧涂层；5)采用氮气或氦气作为运载气体，将外层喷涂粉末对内侧涂层进行喷涂，形成外侧涂层。该喷涂方法可广泛地应用于各种复合材料的制备过程中。

技术领域

本发明涉及到一种喷涂方法，尤其涉及到一种不锈钢基板上中子吸收复合材料的喷涂方法。

背景技术

中子根据其能量的不同，可划分为：快中子(0.1～500MeV)、中能中子(100eV～0.1MeV)、慢中子(E<100eV)和热中子(一般为0.025eV)等。中子屏蔽材料的目的是将一定能量的快中子慢化成热中子并将其吸收。

中子吸收材料大多包含有铪、钐、镉等具有高中子吸收截面的元素。铪、钐是中子吸收性能优异的材料，但稀缺昂贵，难以实现工业化应用。镉是具有较大热中子俘获截面的实用材料，0.5mm厚的镉板就可满足乏燃料储存格架临界控制和中子吸收能力的要求。但是由于镉具有毒性、容易致癌，虽然目前还在应用，但已经开始逐渐被替代。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可对高能量中子具备较好防护能力的不锈钢基板上中子吸收复合材料的喷涂方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种不锈钢基板上中子吸收复合材料的喷涂方法，其步骤包括：

1)将40～70重量份的铝基金属粉末、20～40重量份的碳化硼粉末和10～20重量份的氧化钐粉末混合均匀，作为内层喷涂粉末，其中，铝基金属粉末的粒径控制在1～50微米之间，碳化硼粉末的粒径控制在1～75微米之间，氧化钐粉末的粒径控制在1～25微米之间；

2)将30～70重量份的铝基金属粉末、20～50重量份的三氟化铝粉末和10～20重量份的氢化锆粉末混合均匀，作为外层喷涂粉末，其中，铝基金属粉末的粒径控制在1～50微米之间，三氟化铝粉末的粒径控制在20～75微米之间，氢化锆粉末的粒径控制10～75微米之间；

3)对不锈钢表面进行清洗和喷砂粗化处理；

4)采用氮气或氦气作为运载气体，将所述的内层喷涂粉末沿着喷口的轴线方向加入到喷枪中对不锈钢表面进行喷涂，形成内侧涂层，喷涂时，将所述运载气体的压力控制在2～4.0MPa之间，将所述运载气体的温度控制在400～600℃之间，将所述运载气体的流速控制在300～1200米/秒之间。

5)采用氮气或氦气作为运载气体，将所述的外层喷涂粉末沿着喷口的轴线方向加入到喷枪中对内侧涂层进行喷涂，形成外侧涂层，喷涂时，将所述运载气体的压力控制在2～4.0MPa之间，将所述运载气体的温度控制在400～600℃之间，将所述运载气体的流速控制在300～1200米/秒之间。

本发明所要解决的进一步的技术问题是：提供一种可使上述的复合材料较好地防护X射线和γ射线的不锈钢基板上中子吸收复合材料的喷涂方法。

为解决上述进一步的技术问题，本发明所采用的技术方案为：在所述的内层喷涂粉末和外层喷涂粉末中分别加入20～40重量份的氧化铅粉末，氧化铅粉末的粒径控制10～75微米之间。