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一种无机纤维带状板型二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料

阅读：232发布：2021-03-01

IPRDB可以提供一种无机纤维带状板型二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且涉及一种无机轻质纤维带状板型二维多元纳微米复合晶体的辐射防护材料。其制备原料包括含钼材料、含硼材料和含炭材料；由如下方法制备而来：将原料置于晶体合成炉内，以含钼材料为合成炉发热体，在保护气体氛围下升温至150℃-1200℃，保温时间1-10h，即可得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料；制备过程中将钼粉或氧化钼粉用水或醇调为糊状，升温前涂刷于晶体合成炉发热体表面。复合晶体比重小于5.0g/cm3，长度尺寸可过厘米，宽可达毫米级，层厚为纳微米級；二维多元复合晶体包含钼、碳、硼；无铅，无毒，无环境污染成份；且对核中子辐射射线、电磁波辐射和x光辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。，下面是一种无机纤维带状板型二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其特征在于制备原料包括含钼材料、含硼材料和含炭材料；由如下方法制备而来：将原料置于晶体合成炉膛内，以含钼材料为晶体合成炉发热体，在保护气体氛围下升温至150℃-1200℃保温时间1-10h，即可得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

2.如权利要求1所述的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其特征在于所述含钼材料为钼粉、钼丝、钼棒、钼片、氧化钼粉的任意一种或任意组合。

3.如权利要求1所述的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其特征在于所述含硼材料为硼粉、硼酸或氧化硼；且所述含硼材料用量小于含钼材料的40wt％。

4.如权利要求1所述的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其特征在于所述含硼材料为硼烷，其用量小于保护气体流量的10％。

5.如权利要求1所述的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其特征在于所述含炭材料为活性炭、石墨、碳纳米管、煤炭的任意一种或任意组合；所述含炭材料用量小于含钼材料的40wt％。

6.如权利要求1所述的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其特征在于所述保护气体为氢气、氮气、氩气或者氨气。

说明书全文

一种无机纤维带状板型二维多元纳微米复合晶体辐射防护

材料

技术领域

[0001] 本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种无机轻质纤维带状板型二维多元纳微米复合晶体的辐射防护材料。

背景技术

[0002] 人们迫切需要一种低比重、高性能，多功能，使用安全，方便的衰减高能射线和屏蔽射线性能好的辐射防护材料。

[0003] 一维纳米材料以其小的直径、大的长径比、高的各向异性、奇异的结构和奇特的性能吸引了国内外学者极大的兴趣，可能成为未来信息、能源领域的基础材料，是国际材料研究的前沿领域。目前，研究较多的一维纳米材料主要是碳、戓硅、戓ZnO、戓CdS等，其中纳米碳管最为引人注目。除此之外，国际上研究者正在探索新的一维纳米材料的制备技术和性能特征。

发明内容

[0004] 本发明目的在于提供一种晶体形貌尺寸更大、对辐射的防护性能更好、且制备方法简易、包括钼、碳、硼二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料及其制备方法。

[0005] 一种无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其制备原料包括含钼材料、含硼材料和含炭材料；由如下方法制备而来：

[0006] 将原料置于晶体合成炉膛内，以含钼材料为晶体合成炉发热体，在保护气体氛围下升温至150℃-1200℃保温时间1-10h，即可得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0007] 按上述方案，所述二维多元纳微米复合晶体为包含钼、碳、硼的二维多元纳微米复合晶体。

[0008] 按上述方案，所述含钼材料为钼粉、钼丝、钼棒、钼片、氧化钼粉的任意一种或任意组合。

[0009] 按上述方案，制备过程中将钼粉或氧化钼粉用水或醇调为糊状，升温前涂刷于晶体合成炉发热体表面。

[0010] 按上述方案，所述含硼材料为硼粉、硼酸或氧化硼；且所述含硼材料用量小于含钼材料的40wt％。

[0011] 按上述方案，所述含硼材料为硼烷，其用量小于保护气体流量的10％。

[0012] 按上述方案，所述含炭材料为活性炭、石墨、碳纳米管、煤炭的任意一种或任意组合；所述含炭材料用量小于含钼材料的40wt％。

[0013] 按上述方案，所述含炭材料为含碳气体；所述的一般含碳气体包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷或丙烷；其用量小于保护气体流量的40％。

[0014] 按上述方案，所述保护气体为氢气、氮气、氩气或者氨气。

[0015] 本发明的有益效果：

[0016] 本发明提供的辐射防护材料，比重小于5.0g/cm3，材料长度尺寸可过厘米级，宽度尺寸可达毫米级，层厚尺寸为纳微米級；为包括钼、碳、硼一维多元复合晶体。且材料无铅，无毒，无环境污染成份；

[0017] 实验证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射和x光辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能；

[0018] 实验证明本发明本身还具拥有能隙，将它制成类似石墨烯的薄片后，既支持电子高速运动，其半导体特性又适合制造子器件应用。同时还具备较高储锂能力，有望在储锂电子材料应用方面发挥作用。

附图说明

[0019] 图1：实施例1所得产品扫描电镜图；

[0020] 图2：实施例2所得产品扫描电镜图。

具体实施方式

[0021] 以下实施例为进一步说明本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

[0022] 本发明无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料，其制备原料为含钼材料、含硼材料和含炭材料；

[0023] 制备过程：将原料置于晶体合成炉膛内，以含钼材料为晶体合成炉发热体，在保护气体氛围下升温至150℃-1200℃保温时间1-10h，即可生长出无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0024] 本发明制备的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料为包含钼、碳、硼的二维多元纳微米复合晶体。，比重小于5.0g/cm3，材料长度尺寸可过厘米级，宽度尺寸可达毫米级，层厚尺寸为纳微米級；且材料无铅，无毒，无环境污染成份。

[0025] 所选含钼材料可以为钼粉、钼丝、钼棒、钼片、氧化钼粉的任意一种或任意组合。

[0026] 作为发热体时，优选钼丝、钼棒或钼片。重要地，制备过程中，将钼粉或氧化钼粉用水或醇调为糊状，升温前涂刷于晶体合成炉发热体表面。

[0027] 所选含硼材料为硼粉、硼酸或氧化硼；且含硼材料用量小于含钼材料的40wt％。

[0028] 含硼材料还可以为硼烷，使用时与保护气体一同通入炉膛，其用量小于保护气体流量的10％。

[0029] 所选含炭材料可以为活性炭、石墨、碳纳米管、煤炭的任意一种或任意组合。含炭材料用量小于含钼材料的40wt％。

[0030] 所选含炭材料还可以为含碳气体；含碳气体包括一氧化碳、二氧化碳、甲烷或丙烷；使用时与保护气体一同通入炉膛，其用量小于保护气体流量的40％。

[0031] 所选保护气体为氢气、氮气、氩气或者氨气。

[0032] 实验证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射和x辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0033] 实施例1

[0034] 1)金属钼丝经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉膛内表面；以钼丝作为晶体合成炉膛内发热体使用，金属钼粉颗粒用醇剂调为糊状涂刷于发热体表面；同时，加入各占合成炉腔内钼材料重量40wt％的硼酸和活性炭；

[0035] 2)氢气为保护气体，按安全规定通入高温晶体合成炉内，高温晶体合成炉气体流量为正压；

[0036] 3)通电加热，升温至150℃保温时间为2h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0037] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为140。本实施例扫描电镜图参照附图1。

[0038] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0039] 实施例2

[0040] 1)金属钼棒经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉膛内；以钼片作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于发热体表面；同时，加入各占炉容器内钼材料重量30wt％的硼砂和活性炭；

[0041] 2)氮气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，高温晶体合成炉气体流量为正压；

[0042] 3)通电加热，升温至270℃保温时间为10h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0043] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为200。本实施例扫描电镜图参照附图2。

[0044] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0045] 实施例3

[0046] 1)金属钼片经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉膛内；以钼棒作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于发热体表面；同时，加入各占炉容器内钼材料重量20wt％的硼粉和活性炭；

[0047] 2)氮气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，高温晶体合成炉气体流量为正压；

[0048] 3)通电加热，升温至400℃保温时间为6h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0049] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为300。

[0050] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0051] 实施例4

[0052] 1)金属钼片经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉；以钼丝作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于发热体表面；同时，反应期间通入占氮气保护气体流量10％的硼烷气体，通入反应炉内占氮气保护气体流量10％的甲烷气体；

[0053] 2)氮气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，高温晶体合成炉气体流量为正压；

[0054] 3)通电加热，升温至500℃保温时间为6h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0055] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为350。

[0056] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0057] 实施例5

[0058] 1)金属钼棒经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉；以钼棒作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于发热体表面；同时，加入占炉容器内钼材料重量40wt％的硼砂；反应期间通入反应炉内占氩气保护气体流量25％的甲烷气体；

[0059] 2)氩气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，流量为正压；

[0060] 3)通电加热，升温至500℃保温时间为6h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0061] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为500。

[0062] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0063] 实施例6

[0064] 1)金属钼棒经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉膛内；以钼片作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于发热体表面；同时，加入占炉容器内钼材料重量5wt％的硼砂；反应期间通入反应炉内占氩气保护气体流量25％的甲烷气体；

[0065] 2)氩气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，流量为正压；

[0066] 3)通电加热，升温至650℃保温时间为2h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0067] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为550。

[0068] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0069] 实施例7

[0070] 1)金属钼棒经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉膛内；以钼棒作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于发热体表面；同时，加入占炉容器内钼材料重量1wt％的硼砂；反应期间通入反应炉内占氩气保护气体流量30％的一氧化碳气体；

[0071] 2)氩气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，流量为正压；

[0072] 3)通电加热，升温至800℃保温时间为1h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0073] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为600。

[0074] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0075] 实施例8

[0076] 1)金属钼片经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉腔内；以钼棒作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于合成炉腔内发热体表面；同时，加入占炉容器内钼材料重量35wt％的硼砂；反应期间通入反应炉内占氩气保护气体流量40％的二氧化碳气体；

[0077] 2)氨气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，流量为正压；

[0078] 3)通电加热，升温至1000℃保温时间为1h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0079] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为633。

[0080] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

[0081] 实施例9

[0082] 1)金属钼片经酸及碱等常规凊洗工艺处理干燥置于高温晶体合成炉腔内；以钼棒作为晶体合成炉膛内发热体使用，氧化钼粉颗粒用水调为糊状涂刷于发热体表面；同时，加入占炉容器内钼材料重量40wt％的氧化硼；反应期间通入反应炉内占氨气保护气体流量27％的二氧化碳气体；

[0083] 2)氨气为保护气体按安全规定通入高温晶体合成炉内，流量为正压；

[0084] 3)通电加热，升温至1200℃保温时间为1h，断电炉内冷却至130℃取出，得到无机纳微米复合晶体辐射防护材料。

[0085] 本实施例防护复合材料X射线检测，按照GBZ/147X射线防护复合材料衰减性能的测定标准，采用防护级X射线参考辐射PTWUNIDOS剂量仪，测试条件40KV-80KV/4MMAI，测试结果为455。

[0086] 实验还证明本发明提供的无机二维多元纳微米复合晶体辐射防护材料对核中子辐射射线、电磁波辐射具有吸收、衰减和屏蔽性能。

标题	发布/更新时间	阅读量
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