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

1、輻射防護材料是降低核輻射危害,保障工作人員及公眾健康的關鍵,具有重要的研究價值和迫切的社會需要求。本文從輻射防護材料的研究現狀和需求出發(fā),主要圍繞納米功能粒子改性環(huán)氧樹脂基輻射防護材料開展研究工作。首先對輻射防護功能粒子進行模擬篩選和優(yōu)化設計,然后制備了多種微納米功能粒子/環(huán)氧樹脂輻射防護材料,重點研究了功能粒子尺寸、分布、配比等對復合材料輻射防護性能的影響規(guī)律,并對其機理進行了初步分析。
　　主要研究工作和結果如下:
　　

2、(1)采用WinXCom軟件對CeO2、Sm2O3、Er2O3、Gd2O3、WO3、Bi2O3等功能粒子的輻射防護性能進行理論模擬計算,重點考察了上述功能元素的邊界吸收特性?；谀M計算結果,對輻射防護功能元素進行初步篩選與優(yōu)化組合,為接下來輻射防護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)氧樹脂復合材料,對其微觀結構、力學性能和輻射防護性能進

3、行了測試分析。結果表明,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)氧樹脂復合材料的力學性能要優(yōu)于微米功能粒子/環(huán)氧樹脂復合材料;納米CeO2/環(huán)氧樹脂和納米Er2O3/環(huán)氧樹脂復合材料的輻射防護性能要優(yōu)于微米功能粒子改性環(huán)氧樹脂基復合材料,在射線能量比較低時更加明顯。
　　(3)制備了不同配比的納米Bi2O3、Er2O3、CeO2功能粒子改性環(huán)氧樹脂基復合材料,研究了功能粒子配比對復合材料輻射防護性能的影響。結果表明,復合

4、材料中納米 Bi2O3含量較高時對高能量射線的防護效果較好,納米 Er2O3含量較高時對低能射線防護效果好。功能元素協(xié)調配比的納米CeO2/Er2O3/Bi2O3/環(huán)氧樹脂材料具備較優(yōu)異的均衡輻射防護性能。
　　(4)制備了具有不同結構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。測試結果表明,具有不同結構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性能基本無差別。具有不同功