[发明专利]一种屏蔽型镁钽多层复合板的制备方法

说明书

本发明公开了一种屏蔽型镁钽多层复合板的制备方法，所述屏蔽型复合板包括钽或钽合金作为高Z金属相，镁或镁合金作为低Z金属相。本发明公开的镁/钽复合板制备方法包括以下步骤：(1)对钽板和镁板分别进行退火处理；(2)对退火后板材进行表面处理，去除表面的氧化层、杂质和油污；(3)将上一步骤得到的板材进行堆叠，随后放入包套中抽真空、封焊，制成板坯；(4)将组装好的板坯入炉加热保温，送入轧机进行轧制，空冷后去除包套，得到镁/钽双金属多层复合板。本发明通过轧制的方式将镁(镁合金)和钽(钽合金)两种材料进行整体复合，制备方法简单、成本低、易于工业化生产，可以替代传统的抗电子辐射屏蔽材料。

技术领域

本发明涉及有色金属材料技术领域，具体涉及一种屏蔽型镁钽多层复合板的制备方法。

背景技术

复杂空间辐射环境中的高能电子穿透力极强，容易引发空间电子辐射效应，对航天器内的器件造成电离损伤，危害极大。为保证航天器在空间中的正常工作，对某些辐射敏感器件进行抗电子辐射防护十分重要。抗电子辐射防护的设计主要基于电子与物质的三种作用过程：(1)电子-电子非弹性散射，低Z(原子序数)材料发生非弹性散射的效果优于高Z材料；(2)电子-原子核弹性散射，高Z材料发生弹性散射的效果优于低Z材料；(3)高Z材料被辐射后有一定几率释放轫致辐射光子。综上，采用‘低Z/高Z’双层结构或‘低Z/高Z/低Z’三层结构的多层屏蔽设计，可以有效地降低电子运动速度、阻碍电子透过，屏蔽效率优于单一材料。

然而，基于较大的性质差异梯度，以往低Z材料(Mg、Al)和高Z材料(Ta、W)之间的结合形式存在较大的局限性，主要通过高分子材料的辅助来实现。例如，采用耐放射性较好的高分析聚合物作为粘结剂将低Z与高Z块体材料进行结合(徐加强,王传珊.空间电子辐照下半导体器件的抗辐射屏蔽优化[J].上海大学学报(自然科学版),2003(03):259-262.)；或将高Z材料粉体与高分子材料均匀混合制成涂料，随后涂覆与低Z材料表面(查元梓,罗文芸,王朝壮,徐加强,王传珊.飞行器的抗辐射屏蔽方法研究[J].辐射研究与辐射工艺学报,2006(04):205-208.)。使用高分子材料辅助制备的低Z/高Z多层复合材料存在明显的缺点：1)长期服役后，高分子材料易老化，从而造成整体结构稳定性下降；2)整体机械性能表现较差。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种功能/结构一体化的屏蔽型镁钽双金属多层复合板的制备方法，以满足空间防护屏蔽的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种屏蔽型镁钽多层复合板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)初始板材退火：将钽板放入真空退火炉中进行真空退火处理，退火保温结束后随炉冷却至室温后取出；将镁板放入加热炉中进行退火处理，退火保温结束后直接从加热炉中取出冷却至室温；

(2)表面处理：经将步骤(1)得到的钽板和镁板的表面进行打磨，去除表面的氧化皮、杂质，随后除去油污；

(3)板坯组装：将经步骤(2)得到的钽板和镁板进行堆叠，放入包套中进行抽真空、封焊，制成板坯；

(4)热轧复合：将经步骤(3)得到的板坯放入加热炉内进行加热、保温；保温结束后将板坯从炉中取出并立即送入轧机进行单道次轧制复合；

(5)将经步骤(4)得到的板坯在空气中自然冷却至室温，去除包套，最终得到镁钽多层复合板。

进一步地，所述步骤(1)中钽板选自纯钽或钽钨合金，所述钽钨合金为Ta-2.5W(即按质量百分比计为97.5％Ta、2.5％W)、Ta-7.5W(即按质量百分比计为92.5％Ta、7.5％W)、Ta-10W(即按质量百分比计为90％Ta、10％W)中的一种，所述纯钽或者钽钨合金中不可避免的杂质总量小于0.5％，厚度为0.1-3.5mm。