微米板Sm_(2)O_(3)填料增强HDPE复合材料的制备及中子和伽马辐射屏蔽性能OA北大核心CSTPCD
分别采用合成的Sm_(2)O_(3)(Sm_(2)O_(3)-I)填料与商用Sm_(2)O_(3)(Sm_(2)O_(3)-II)填料制备了Sm_(2)O_(3)/碳化硼(B_(4)C)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,并用于中子和伽马辐射屏蔽.X射线衍射(XRD)结果表明,Sm_(2)O_(3)-I填料属于立方晶系、体心立方晶格、Ia-3(206)空间群;而Sm_(2)O_(3)-II填料中存在两种物相,一种为单斜晶系、简单单斜格子、C2/m(12)空间群,另一种为立方晶系、体心立方晶格、Ia-3(206)空间群.场发射扫描电子显微镜(FESEM)和比表面积分析结果表明,Sm_(2)O_(3)-I填料微观形貌为带狭缝的微米板结构,其Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积(SBET)为5.15 m^(2)/g;Sm_(2)O_(3)-II填料中存在由两种物相导致的板状团聚体与无特定形貌团聚体两种微观形貌,其SBET为2.47 m^(2)/g.合成的微米板Sm_(2)O_(3)-I/B_(4)C/HDPE复合材料的熔融温度(T_(p))和屈服应力(σ_(y))分别为140.6℃和22.6 MPa,优于商用Sm_(2)O_(3)-II/B_(4)C/HDPE复合材料.中子和伽马辐射屏蔽测试结果表明,尺寸均一且具有高BET比表面积的微米板Sm_(2)O_(3)-I填料可提高复合材料的中子和伽马辐射屏蔽性能.厚度为15 cm的10%Sm_(2)O_(3)-I/20%B_(4)C/70%HDPE(质量分数)复合材料对^(252)Cf中子源的中子屏蔽率达98.4%,对^(137)Cs伽马源的伽马辐射屏蔽率达71.7%,均高于采用商用Sm_(2)O_(3)-II作为填料的复合材料.
鲁义东;霍志鹏;张宏;钟国强;
中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所,合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,合肥230026中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所,合肥230031
化学
Sm_(2)O_(3)复合材料中子伽马辐射屏蔽
《高等学校化学学报》 2024 (009)
P.25-35 / 11
安徽省生态环境科研项目(批准号:2023hb0017);安徽省高校协同创新项目(批准号:GXXT-2022-001);聚变堆主机关键系统综合研究设施项目(批准号:2018-000052-73-01-001228);合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)项目(批准号:21KZL401,21KHH105,21KZS205,24JYZL01,24JYJB01)资助.
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