天然 (NR) 和氧化物 (Bi₂O₃) 的多层复合材料,具有增强的X射线屏蔽和机械性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 核工程 核工程是指核工程.
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 越来越多地使用辐射技术,需要先进的屏蔽材料.
• 传统的屏蔽复合材料在添加填充剂时经常受到机械完整性降低的影响.
• 石棉氧化物 (Bi2O3) /天然 (NR) 复合材料是有希望的,但面临机械挑战.

研究的目的:

• 开发具有增强X射线屏蔽和机械性能的多层Bi2O3/NR复合材料.
• 为了研究不同层配置对复合材料性能的影响.
• 评估热老化对这些复合材料性能的影响.

主要方法:

• 制造1-5层的多层Bi2O3/NR复合材料,总厚度为10毫米.
• 为等效的理论X射线屏蔽量身定制层配置,以单层200phr Bi2O3/NR复合材料.
• 拉伸强度,断裂时的延长,线性衰减系数 (μ),等效 (Pb_eq),半值层 (HVL) 和热老化效应的评估.

主要成果:

• 多层复合材料与外部整洁的NR层展现出优越的抗拉强度和破裂时的延伸.
• 所有多层设计都显示出与单层对应物相比,X射线屏蔽性能得到了改进 (较高的μ和Pb_eq,较低的HVL).
• 热老化增加了拉伸模量,但减少了膨胀百分比,拉伸强度和破裂时的延伸.

结论:

• 多层结构有效地减轻了Bi2O3/NR复合材料机械性能的下降.
• 拟议的设计提供了一个可行的解决方案,可以同时提高X射线屏蔽和机械性能.
• 这些发现表明,辐射屏蔽材料的应用范围更广,使用寿命更长.