编号：FTJS106723
篇名：微米板Sm2O3填料增强HDPE复合材料的制备及中子和伽马辐射屏蔽性能
作者：鲁义东 霍志鹏 张宏 钟国强
关键词： Sm2O3 复合材料 中子 伽马 辐射屏蔽
机构： 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所
摘要： 采用合成的 Sm2O3填料(Sm2O3-I)和商用的 Sm2O3填料(Sm2O3-II)分别制备了钐氧化物(Sm2O3)/碳化硼(b4C)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料，用于中子和伽马辐射屏蔽。X 射线衍射(XRD)分析表明，Sm2O3-I 填料的物相为立方晶系，体心立方晶格，空间基团为 Ia-3(206)。然而，Sm2O3-II 填料有两个阶段。一个是单斜晶系的单斜格，它的空间是 C2/m (12)。另一个是立方晶系，体心立方晶格，空间群为 Ia-3(206)。场发射扫描电子显微镜(FESEM)和比表面积分析结果表明，Sm2O3-I 填料的微观形貌为含粉砂的微米板状，其 Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积(SBET)为5.15 m2/g，而不规则形状的 Sm2O3-II 填料具有由 Sm2O3-II 填料两相引起的两种微观形貌，即无特定形状的板状团聚和团聚，Sm2O3-II 填料的 SBET 为2.47 m2/g。合成的 Sm2O3-I/B4C/HDPE 复合材料的熔融温度(Tp)和屈服强度(σy)分别为140.6 ° C 和22.6 MPa，优于市售的 Sm2O3-II/B4C/HDPE 复合材料。中子和伽马辐射屏蔽试验表明，所合成的 Sm2O3填料尺寸均匀，BET 比表面积大，可以改善复合材料的中子和伽马辐射屏蔽性能。10% Sm2O3-I/20C/70% HDPE (质量分数)在15cm 的 ^ (252) Cf 中子源下的中子辐射屏蔽率为98.4% ，在137Cs 伽马源下的伽马辐射屏蔽率为71.7% 。
