氢化钇复合屏蔽材料前驱体及其制造方法与应用与流程

本发明属于核电领域，具体涉及一种氢化钇复合屏蔽材料前驱体及其制造方法与应用。

背景技术：

1、中子射线是反应堆运行过程中产生的放射性影响之一，为了避免对反应堆周围的人员与环境造成危害，需要对反应堆中产生的中子射线进行屏蔽。而常见的金属材料如co、cr、ni、zr、w等元素在中子辐照作用下易发生活化，产生放射性污染，并导致需要进行额外屏蔽及处理的放射性废弃物增加。氢化钇对快中子具有良好的吸收能力，作为中子屏蔽材料有良好的应用前景。但是氢化钇本身制备困难，限制了氢化钇作为屏蔽材料的应用。因此，提供一种能够用于高效生产氢化钇的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，对于提高中子屏蔽设施的安全性具有积极意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，以提高氢化钇的制造效率。本发明还提供一种氢化钇复合屏蔽材料前驱体，以及一种氢化钇复合屏蔽材料及其制造方法。

2、根据本发明一个方面的实施例，提供一种氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，该方法包括以下步骤：

3、步骤a）：提供前驱体原料，所述前驱体原料按重量比计包括0.5%-15.0%的ti，0.15%-4.0%的c，余量为y和不可避免的杂质，其中3.5≤ti/c≤4.0；

4、步骤b）：对所述前驱体原料进行真空熔炼，浇铸得到合金铸锭；

5、步骤c）：对所述合金铸锭进行变形加工和退火处理，得到氢化钇复合屏蔽材料前驱体。

6、进一步地，在部分实施例中，所述步骤a）中，所述前驱体原料还包括按重量比计不超过15%的dy。

7、进一步地，在部分实施例中，所述步骤a）中，所述前驱体原料中，c以碳粉形式添加，金属成分以纯金属锭形式添加。

8、进一步地，在部分实施例中，所述步骤b）中，所述真空熔炼的方法为：抽真空至3×10-3pa以下，以氩气作为保护气，将所述前驱体原料加热至1600℃-1800℃保温至少10min。

9、进一步地，在部分实施例中，所述步骤c）中，所述变形加工包括热压和/或热锻，还包括冷轧加工；其中所述热压和/或热锻在保护套下进行，且热压加工温度不低于800℃，热锻加工温度不低于850℃，所述热压和/或热锻至少进行三道次。

10、进一步地，在部分实施例中，所述步骤c）中，所述退火处理的处理温度为850℃-950℃，保温时间不少于12h。

11、根据本发明另一个方面的实施例，提供一种氢化钇复合屏蔽材料前驱体，采用前述任一实施例中所提供的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法制造。

12、进一步地，在部分实施例中，所述氢化钇复合屏蔽材料前驱体的基体为y固溶体，其中均匀分布有tic第二相颗粒，所述y固溶体的平均晶粒尺寸为40μm-100μm，硬度为90hv-150hv。

13、根据本发明另一个方面的实施例，提供一种氢化钇复合屏蔽材料制造方法，该方法采用前述任一实施例中所提供的氢化钇复合屏蔽材料前驱体作为原料，并包括以下步骤：将所述氢化钇复合屏蔽材料前驱体装入氢化炉，在700pa-900pa的氢压下加热至850℃-950℃保温至少6h，随后以不超过10℃/h的速率冷却至700℃，随后继续冷却至室温，得到氢化钇复合屏蔽材料成品。

14、根据本发明再一个方面的实施例，提供一种氢化钇复合屏蔽材料，该氢化钇复合屏蔽材料采用前述实施例所提供的氢化钇复合屏蔽材料制造方法制造。

1.一种氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，其特征在于，所述步骤a）中，所述前驱体原料还包括按重量比计不超过15%的dy。

3.根据权利要求1或2所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，其特征在于，所述步骤a）中，所述前驱体原料中，c以碳粉形式添加，金属成分以纯金属锭形式添加。

4.根据权利要求1或2所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，其特征在于，所述步骤b）中，所述真空熔炼的方法为：抽真空至3×10-3pa以下，以氩气作为保护气，将所述前驱体原料加热至1600℃-1800℃保温至少10min。

5.根据权利要求1所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，其特征在于，所述步骤c）中，所述变形加工包括热压和/或热锻，还包括冷轧加工；其中所述热压和/或热锻在保护套下进行，且热压加工温度不低于800℃，热锻加工温度不低于850℃，所述热压和/或热锻至少进行三道次。

6.根据权利要求5所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法，其特征在于，所述步骤c）中，所述退火处理的处理温度为850℃-950℃，保温时间不少于12h。

7.一种氢化钇复合屏蔽材料前驱体，其特征在于，所述氢化钇复合屏蔽材料前驱体采用如权利要求1至6中任一项所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体制造方法制造。

8.根据权利要求7所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体，其特征在于，所述氢化钇复合屏蔽材料前驱体的基体为y固溶体，其中均匀分布有tic第二相颗粒，所述y固溶体的平均晶粒尺寸为40μm-100μm，硬度为90hv-150hv。

9.一种氢化钇复合屏蔽材料制造方法，其特征在于，采用如权利要求7或8所述的氢化钇复合屏蔽材料前驱体为原料，并包括以下步骤：

10.一种氢化钇复合屏蔽材料，其特征在于，采用如权利要求9所述的氢化钇复合屏蔽材料制造方法制造。