Нейтронно-поглощающий алюмоматричный композитный материал, содержащий гадолиний, и способ его получения

1. Нейтронно-поглощающий алюмоматричный композиционный материал на основе алюминия или литейных алюминиевых сплавов или деформируемых алюминиевых сплавов, отличающийся тем, что в качестве нейтронно-поглощающего компонента используется гадолиний в количестве 1-10 масс. %.
2. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала, отличающийся тем, что введение дисперсных частиц соединений гадолиния и равномерное распределение в алюмоматричном расплаве дисперсных частиц соединений гадолиния, чья плотность выше плотности расплава, осуществляется комплексным использованием методов порошковой металлургии и жидкофазных технологий.
3. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 2, отличающийся тем, что состоит из следующих операций:
- перемешивание смеси стружки и/или гранул алюмоматричного сплава совместно с дисперсными частицами соединений гадолиния;
- холодное прессование полученного премикса для получения компактных заготовок;
- нагрев заготовок в тигле плавильной печи до температуры, превышающей температуру плавления алюмоматричного сплава;
- перемешивание компаунда за счет внешнего воздействия до появления однородной суспензии и равномерного распределения дисперсных частиц гадолиния в объеме алюмоматричного расплава;
- охлаждение суспензии и получение литой заготовки.
4. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 3, отличающийся тем, что внешнее воздействие представляет собой механическое перемешивание, вибрационное перемешивание, ультразвуковое перемешивание, магнитогидродинамическое перемешивание.
5. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 2, отличающийся тем, что состоит из следующих операций:
- механолегирование смеси стружки и/или гранул алюмоматричного сплава в высокоэнергетической мельнице совместно с дисперсными частицами соединений гадолиния до получения порошкового материала, в результате чего происходит внедрение дисперсных частиц гадолиния в частицы алюмоматричного сплава;
- холодное прессование полученного порошкового материала для получения компактных заготовок;
- нагрев заготовок в тигле плавильной печи до температуры, превышающей температуру плавления алюмоматричного сплава;
- при появлении на поверхности заготовок капель жидкой фазы производят перемешивание компаунда за счет внешнего воздействия до появления однородной суспензии и равномерного распределения дисперсных частиц гадолиния в объеме алюмоматричного расплава;
- охлаждение суспензии и получение литой заготовки.
6. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 5, отличающийся тем, что внешнее воздействие представляет собой механическое перемешивание, вибрационное перемешивание, ультразвуковое перемешивание, магнитогидродинамическое перемешивание.
7. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 5, отличающийся тем, что высокоэнергетическая мельница представляет собой аттритор.
8. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 2, отличающийся тем, что состоит из следующих операций:
- механолегирование смеси стружки и/или гранул алюмоматричного сплава в высокоэнергетической мельнице совместно с дисперсными частицами соединений гадолиния до получения порошкового материала, в результате чего происходит внедрение дисперсных частиц гадолиния в частицы алюмоматричного сплава;
- расплавление и перегрев алюмоматричного сплава до температуры, превышающей его температуру плавления;
- введение полученного порошкового материала в алюмоматричный расплав и перемешивание суспензии;
- охлаждение суспензии и получение литой заготовки.
9. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 8, отличающийся тем, что внешнее воздействие представляет собой механическое перемешивание, вибрационное перемешивание, ультразвуковое перемешивание, магнитогидродинамическое перемешивание.
10. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 8, отличающийся тем, что высокоэнергетическая мельница представляет собой аттритор.
11. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 8, отличающийся тем, что состоит из следующих операций:
- механолегирование смеси стружки и/или гранул алюмоматричного сплава в высокоэнергетической мельнице совместно с нанодисперсными частицами соединений гадолиния до получения порошкового материала, в результате чего происходит внедрение нанодисперсных частиц гадолиния в частицы алюмоматричного сплава;
- расплавление и перегрев алюмоматричного сплава до температуры, превышающей его температуру плавления;
- введение полученного порошкового материала в алюмоматричный расплав и ультразвуковая обработка суспензии, для деагломерация нанодисперсных частиц соединений гадолиния, и их равномерного распределения в алюмоматричном расплаве;
- охлаждение суспензии и получение литой заготовки.
12. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 2, отличающийся тем, что гадолиний вводится в алюмоматричный сплав в виде тугоплавких дисперсных соединений с размерами частиц от 10 нм до 100 мкм.
13. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 2, отличающийся тем, что гадолиний вводится в алюмоматричный сплав в виде оксида гадолиния.
14. Способ получения нейтронно-поглощающего алюмоматричного композиционного материала по п. 2, отличающийся тем, что гадолиний вводится в матричный сплав, находящийся в жидком состоянии, в виде чистого элемента или высокопроцентной алюмоматричной лигатуры.
15. Способ получения литейного нейтронно-поглощающего сплава по п. 14, отличающийся тем, что гадолиний в чистом виде или в виде высокопроцентной алюмоматричной лигатуры вводится в матричный сплав при температуре на 100-150°С превышающей его температуру ликвидус.