[发明专利]一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝及其制备方法

说明书

本发明涉及辐射防护技术领域，具体涉及一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝及其制备方法，所述的泡沫铝包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：2～10％，Ni：1～5％，Ca：2～3％，Ti：1～2％，发泡剂：2～5％，增粘剂0.01～0.5％，其余为铝；所述泡沫铝的密度为0.6～1.5g/cm3,泡孔直径为3.5～6mm，泡孔壁厚为0.5～1.5mm；本发明中，通过将W、Ni、Ca和Ti混合后与铝液混合，然后形成泡沫铝材料，利用该合金成分实现优异的屏蔽伽马射线的作用，同时，在泡沫铝的成型原料中加入增粘剂，利用增粘剂增加铝液的粘度，降低其发泡形成的泡孔直径，达到细化、均匀化泡孔的作用。

技术领域

本发明涉及辐射防护技术领域，具体设计一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝及其制备方法。

背景技术

伽马射线(γ射线)，是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，其波长小于0.01埃，具有极强的穿透本领，在工业上常用于探伤或流水线的自动控制；在医疗上用于治疗肿瘤；当人体受到伽马射线照射时，伽马射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成分，一旦遭到破坏，就会导致人体正常的生理过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡，据有关研究表明，当人体受到伽马射线的辐射剂量达到200～600雷姆时，人体内的骨髓将会被破坏，白血球严重减少，会出现内出血、免疫力低下、头发脱落等症状，2个月内的死亡概率为0～80％；辐射剂量达到600～1000雷姆时，2个月内的死亡概率可达到80～100％；若辐射剂量达到1000～1500雷姆时，人的消化系统将被破坏，出现腹泻、发烧等症状，2周内致死率为100％；当辐射剂量大于5000雷姆时，人体的中枢神经系统将被破坏，发生痉挛、震颤、失调、嗜眠，在两天内死亡的概率为100％。

随着国防科研、放射医学和原子能工业的发展，伽马射线的使用越来越广泛，对人们的健康和生命安全造成极大的危害，已被公认为继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。因此，研究用于屏蔽伽马射线的材料成为本领域技术人员不断努力的方向。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，其具有比重轻，屏蔽效果好的优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于屏蔽伽马射线的泡沫铝，包括由掺杂合金的铝液发泡制备得到；具体包括以质量百分比表示的如下组分：W：2～10％，Ni：1～5％，Ca：2～3％，Ti：1～2％，发泡剂：2～5％，增粘剂0.01～0.5％，其余为铝；

所述泡沫铝的密度为0.6～1.5g/cm3,泡孔直径为3.5～6mm，泡孔壁厚为0.5～1.5mm。

作为优选的技术方案，所述的泡沫铝包括以质量百分比表示的如下组分：W：3～8％，Ni：2～4.8％，Ca：2.2～2.8％，Ti：1.2～1.7％，发泡剂：2.4～4.7％，增粘剂0.05～0.3％，其余为铝。

本发明中，W-Ni-Ca-Ti合金对伽马射线具有优异的吸收能力，将其掺杂在泡沫铝材料中，从而实现屏蔽伽马射线的效果。

本发明中，所述的发泡剂为氢化钛、氢化锆中的一种。

本发明中，通过增加增粘剂，提高铝液的粘度，降低其泡孔直径，从而达到细化泡孔的作用，实现更好的屏蔽效果，具体的，本发明所述的增粘剂为无机纳米晶须，其直径为50～100μm，长径比为200～500。通过该无机纳米晶须的加入，还有效的提高了泡沫铝材料的机械性能，确保该泡沫铝材料具有更优异的冲击韧性。

本发明中所述的无机纳米晶须可以为本领域技术人员所熟知的，如氧化锌晶须、氧化镁晶须、二氧化钛晶须、碳化硅晶须、或其组合。

本发明还提供了一种上述用于屏蔽伽马射线的泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：