基于納米功能元素協(xié)調(diào)分布的環(huán)氧樹脂基輻射防護(hù)材料研究.pdf

1、輻射防護(hù)材料是降低核輻射危害,保障工作人員及公眾健康的關(guān)鍵,具有重要的研究?jī)r(jià)值和迫切的社會(huì)需要求。本文從輻射防護(hù)材料的研究現(xiàn)狀和需求出發(fā),主要圍繞納米功能粒子改性環(huán)氧樹脂基輻射防護(hù)材料開展研究工作。首先對(duì)輻射防護(hù)功能粒子進(jìn)行模擬篩選和優(yōu)化設(shè)計(jì),然后制備了多種微納米功能粒子/環(huán)氧樹脂輻射防護(hù)材料,重點(diǎn)研究了功能粒子尺寸、分布、配比等對(duì)復(fù)合材料輻射防護(hù)性能的影響規(guī)律,并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了初步分析。
　　主要研究工作和結(jié)果如下:
　　

2、(1)采用WinXCom軟件對(duì)CeO2、Sm2O3、Er2O3、Gd2O3、WO3、Bi2O3等功能粒子的輻射防護(hù)性能進(jìn)行理論模擬計(jì)算,重點(diǎn)考察了上述功能元素的邊界吸收特性?；谀M計(jì)算結(jié)果,對(duì)輻射防護(hù)功能元素進(jìn)行初步篩選與優(yōu)化組合,為接下來(lái)輻射防護(hù)材料的制備提供參考。
　　(2)制備了納米CeO2/環(huán)氧樹脂、微米CeO2/環(huán)氧樹脂、納米Er2O3/環(huán)氧樹脂、微米Er2O3/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和輻射防護(hù)性能進(jìn)

3、行了測(cè)試分析。結(jié)果表明,納米功能粒子在環(huán)氧樹脂中均勻分布;納米功能粒子/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能要優(yōu)于微米功能粒子/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料;納米CeO2/環(huán)氧樹脂和納米Er2O3/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的輻射防護(hù)性能要優(yōu)于微米功能粒子改性環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料,在射線能量比較低時(shí)更加明顯。
　　(3)制備了不同配比的納米Bi2O3、Er2O3、CeO2功能粒子改性環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料,研究了功能粒子配比對(duì)復(fù)合材料輻射防護(hù)性能的影響。結(jié)果表明,復(fù)合

4、材料中納米 Bi2O3含量較高時(shí)對(duì)高能量射線的防護(hù)效果較好,納米 Er2O3含量較高時(shí)對(duì)低能射線防護(hù)效果好。功能元素協(xié)調(diào)配比的納米CeO2/Er2O3/Bi2O3/環(huán)氧樹脂材料具備較優(yōu)異的均衡輻射防護(hù)性能。
　　(4)制備了具有不同結(jié)構(gòu)和功能粒子分布的納米Er2O3/環(huán)氧樹脂及納米Er2O3/Bi2O3/環(huán)氧樹脂多層材料。測(cè)試結(jié)果表明,具有不同結(jié)構(gòu)和功能粒子分布的納米Er2O3/環(huán)氧樹脂多層材料的輻射防護(hù)性能基本無(wú)差別。具有不同功