本项目基于铅、硼对射线和中子优异的屏蔽与吸收特性以及铅-硼二元体系的难混溶而导致的结合困难性,以改善二者的结合状况及稳定性,获得理想的核屏蔽材料为目的,提出通过在铅硼系中加入第三组元Mg,引入非金属键,既实现了硼、铅两元素的均质化分布(准混溶),又使铅基材料的强度和硬度接近普碳钢水平。项目以Pb-B二元难混溶体系为对象,通过组元及成分选择,对合金的均质化和强化机制展开理论研究与分子动力学计算,制备出具有一定力学承载能力且有良好屏蔽效果的Pb-Mg-Al-B多功能结构一体化屏蔽材料。采用基于第一性原理的理论计算与TEM、SEM、XRD等实验表征手段相结合的方法,研究该铅基材料中各金属间化合物的键合特征、晶体结构特征及晶界结合特征;诠释该铅基材料的强化机制;探索进一步提升强度水平的可行性。通过本项目的研究,为研制具有中子和射线屏蔽特性,兼有力学承载能力的功能-结构一体化屏蔽材料提供理论指导。项目取得了预定的学术成果,在国内外学术期刊上发表和已录用论文13篇,其中SCI、EI收录10篇;申请发明专利5项,其中一项已授权。
英文主题词shielding material;the third element;first principles;strengthening mechanism