项目概述
通过粉末合金法合成 B4C/Al 中子吸收复合材料，以真空热压烧结的方法合成性能稳定，结构均匀的 B4C/Al 复合材料，实验测得的复合材料（30%B4C）的拉伸强度达到了 440MPa。研究了颗粒形态、B4C 含量、材料成形工艺方法、具有强中子吸收能力元素的添加等因素对 B4C/Al 复合材料的微观组织结构与材料力学性能的影响。研究了 B4C/Al 复合材料微观结构—力学性能—中子吸收能力的相互关系，分析在整个粉末冶金过程中各因素对材料微观结构和性能的影响机制，从而获得具有优异性能的 B4C/Al 中子吸收复合材料。
项目成熟情况
基础研究阶段。
应用范围
十三五提到要“安全高效发展核电”，乏燃料的安全妥善处理是发展核电的重要一环。《能源发展战略行动计划》（2014-2020 年）中提到要完善核燃料循环体系，包括天然铀的采矿和处理、燃料元件制造和使用、乏燃料后处理以及废物处理和处置等。其中乏燃料后处理技术较为落后，各国都在钻研如何提高乏燃料处置的效率。乏燃料又称辐照核燃料，是经受过辐射照射、使用过的核燃料，通常是由核电站的核反应堆产生。核燃料在堆内经中子轰击发生核反应，经一定时间从堆内卸出。它含有大量未用完的可增殖材料 238U 或 232Th。这种燃料的铀含量降低，无法继续维持核反应，所以叫乏燃料。乏燃料中包含有大量的放射性元素，因此具有放射性，如果不加以妥善处理，会严重影响环境与接触它们的人的健康。
中子吸收材料是指具有优良中子吸收性能的材料，而中子吸收能力是指可以高效的吸收热中子与高能辐射，防止γ射线和 X 射线辐照。中子吸收材料具有良好的中子吸收能力的重要指标是中子吸收截面大，吸收热中子的效率高。除了这个特殊的功能，该材料还应具有良好的抗震性能以防止在运送途中因震动而泄漏乏燃料。同时，其力学性能也不能低于平均水平，这样具有优良综合性能的材料才能满足乏燃料运送设备的需求。硼是自然界资源丰富的元素，其热中子吸收截面很高，因此，核反应堆乏燃料贮运用中子吸收材料常添加硼作为中子吸收元素。碳化硼是研究得知的最坚硬的三种材料之一，有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点。但是由于碳化硼具有较差的韧性，不能单独满足乏燃料运输设备的性能要求。铝具有可以弥补这一缺点的良好韧性，并且还有材质轻、成本低廉等特点。因此，将两者优点相结合的 B4C/Al 复合材料的研究备受关注。