氧化铒掺杂玄武岩纤维增强复合材料的辐射屏蔽及力学性能研究

【作者】 李然； 顾轶卓； 杨中甲； 王绍凯； 李敏； 张佐光；

【机构】 北京航空航天大学材料科学与工程学院；

【摘要】 本文制备了氧化铒（Er₂O₃）掺杂玄武岩纤维（BF）增强复合材料,采用多道γ谱仪测试了此复合材料对30ke V⁶62ke V能量范围内γ射线的屏蔽性能,比较了稀土氧化物及对复合材料γ射线屏蔽性能的影响,并考察了复合材料的弯曲、层间剪切性能和玻璃化转变温度的变化。实验结果表明,未添加氧化铒增强体的玄武岩纤维增强复合材料具有略高于金属铝的屏蔽性能,Er₂O₃能够明显提高复合材料的辐射屏蔽性能,其中在铒元素的K吸收限附近（31ke V-80ke V）提高效果最为明显。同时,在低能辐射下（31ke V-80ke V）,与铝相比,有明显的减重效果。氧化铒掺杂玄武岩纤维增强复合材料的弯曲强度随稀土氧化物含量的加入呈下降的趋势,弯曲模量随氧化铒粉体的添加而增大;复合材料的层间剪切强度和玻璃化转变温度随氧化铒粉体的加入而略有提高。由此可见,采用添加量的氧化铒粉体,可以在保证力学性能的前提下提高玄武岩纤维复合材料的辐射屏蔽性能,有望作为辐射防护复合材料的高性能增强体。更多还原