BaPbO3-2024Al復(fù)合材料的制備與BaPbO3顆粒包覆工藝的研究.pdf

1、采用BaPbO3顆粒和2024鋁合金，用粉末冶金技術(shù)制備了具有輻射防護(hù)功能的BaPbO3/2024Al復(fù)合材料。探索了復(fù)合材料的制備工藝；利用XRD、SEM和室溫拉伸試驗對復(fù)合材料的組織和性能進(jìn)行了研究。同時探索了溶膠-凝膠法、沉淀法和室溫固相反應(yīng)法在BaPbO3顆粒表面包覆Al2O3涂層的涂覆工藝；利用XRD、SEM、EDS和TG/DTA分析手段對包覆層和包覆效果進(jìn)行了分析。
　　試驗結(jié)果表明：制備的430℃擠壓態(tài)BaPbO3/

2、2024Al復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度可達(dá)317Mpa，但復(fù)合材料中存在Pb，說明在材料的制備過程中，BaPbO3與2024Al基體發(fā)生反應(yīng)生成了Pb；在熱壓溫度為430℃時，熱壓壓力為0MPa下，沒有發(fā)現(xiàn)Pb的生成；但當(dāng)存在壓力時，即使溫度降低為400℃依然發(fā)生反應(yīng)生成了Pb，壓力促進(jìn)了反應(yīng)，并且400℃熱壓態(tài)復(fù)合材料不致密。說明為了保證制備出致密的復(fù)合材料，通過控制熱壓溫度和熱壓壓力無法避免復(fù)合材料中界面反應(yīng)的發(fā)生。
　　在鋁溶膠濃度為

3、0.4mol/L，Al2O3:BaPbO3(wt.％)=1:1，pH=3.5-4.1，攪拌時間為30min的工藝條件下，制備出了表面被完全包覆的Al2O3涂層，但溶膠-凝膠法包覆Al2O3涂層BaPbO3顆粒中含有氧化鉛。
　　沉淀法在BaPbO3顆粒上包覆Al2O3涂層的分析表明：只能將BaPbO3粉末直接加入到Al(OH)3沉淀中，而不能將硝酸鋁溶液加入到堿性的BaPbO3懸浮液中；隨著Al2O3與BaPbO3的重量比（Al2

4、O3:BaPbO3(wt.%)）的增大，包覆效果越好；但沉淀法制備的氧化鋁涂層不能完全包覆在BaPbO3顆粒表面。
　　利用室溫固相反應(yīng)法在BaPbO3顆粒表面完全包覆Al2O3涂層。EDS分析表明：顆粒的表面元素有Al元素，這證明包覆層為Al2O3；同時由2024Al與室溫固相反應(yīng)法制得的混合粉末的DTA分析可知，在350℃和500℃之間并無明顯的放熱和吸熱峰，這說明BaPbO3顆粒表面被完全包覆上氧化鋁，氧化鋁涂層防止了BaP