بررسی ساخت کامپوزیت al-b4c مورد استفاده در کسک‌های فلزی هسته‌ای

در حال حاضر آلیاژ ها یا کامپوزیت های حاوی بور به صورت گسترده ای در استخرهای نگهداری سوخت و یا کسک های دو منظوره مورد استفاده قرار می گیرند. کامپوزیت‌های زمینه آلومینیوم تقویت شده با کاربید بور ویژگی‌های جالبی همچون استحکام و سختی بالا را نشان می‌دهند. استفاده از آلومینیوم تقویت شده با ذرات کاربید بور به خصوص در کاربردهای نوترونی به دلیل توانایی آن در جذب بسیار خوب نوترون کاربرد بسیار زیادی دارد. این کامپوزیت به عنوان مواد محافظ برای جذب نوترون آزاد ناشی از واکنش در هسته راکتور و برای جلوگیری از هر گونه ورود تابش به محیط اطراف استفاده می‌شود. در این پژوهش، روش‌های مختلف ساخت کامپوزیت al-b4c شامل ریخته‌گری گردابی، متالورژی پودر، تزریق مذاب به داخل پیش‌ساخته متخلخل و نورد مورد بررسی قرار گرفته است و چهار روش ساخت با یکدیگر از نظر خواص ریزساختاری، مکانیکی و فیزیکی مقایسه شده‌اند. در نهایت از میان چهار روش ذکر شده، روش متالورژی پودر به عنوان روش کارآمد برای ساخت کامپوزیت (al)70-(b4c)30 انتخاب شد.

investigation of fabrication of al-b4c composite used in nuclear metalic casks

in these days, boron-containing alloys or composites are widely used in fuel storage pools or dual-purpose casks. boron carbide-reinforced aluminum base composites exhibit interesting properties such as high strength and hardness. the use of aluminum reinforced with boron carbide particles is especially useful in neutron applications due to its ability to absorb neutrons very well. this composite is used as a protective material to absorb free neutrons caused by the reaction in the reactor core and to prevent any radiation from entering the environment. in this study, different fabrication methods of al-b4c composite including vortex casting, powder metallurgy, injection of melt into the porous preshaped and rolling has been investigated and the fabrication methods have been compared with each other in terms of microstructural, mechanical and physical properties. finally, among different methods, powder metallurgy has been selected as an effective method for fabrication of (al)70-(b4c)30 composite.