بررسي جذب نوترون، خواص فيزيكي و خوردگي كامپوزيت هاي زمينه آلومينيومي جاذب نوترون

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

چكيده كامپوزيت زمينه آلومينيومي Al-B4C وAl-BN به دليل خواص مطلوب وحفظ اين خواص در دماهاي بالا در صنايع مختلف نظير نظامي، هوافضا و هسته اي مورد توجه ويژه قرار گرفته است. در پژوهش پيش رو نمونه هاي كامپوزيتي Al-B4C با درصد هاي %5، %10و %20درصدكاربيد بور و نمونه هاي كامپوزيتي Al-BN با درصد هاي %1، %2 و%4 نيتريد بور تهيه گرديد و تغييرات خواص فيزيكي مختلفي از جمله خوردگي، سختي، دانسيته و توانايي اين كامپوزيت در جذب نوترون با دو روش شبيه سازي و تجربي به وسيله راديوگرافي نوتروني در راكتور مينياتوري MNSR مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات شبيه سازي با استفاده از كد هسته اي MCNP حاكي از آن است كه با افزايش فاز تقويت كننده كاربيد بور تا 50% وزني كاربيد بور در نمونه هاي كامپوزيتي Al-B4C، شار نوترون تا %50 محافظت مي شود. نتايج حاصل از راديوگرافي نوتروني حاكي از آن بود كه با افزايش فاز تقويت كننده كاربيد بور، شار نوترون فرودي به سمت فيلم راديوگرافي كاهش يافته و به عبارتي جذب نوترون توسط نمونه ها افزايش پيدا مي كند. مطالعات خوردگي نمونه هاي كامپوزيتي Al-B4C نشان داد با افزايش درصد فاز تقويت كننده از %5 تا %20 مقاومت به خوردگي نمونه كامپوزيتي Al-B4C از Ohm.cm2 745به Ohm.cm2 306 كاهش يافت. نتايج سختي سنجي ويكرز نشان داد با افزايش كسر جرمي B4C در نمونه كامپوزيتي سختي از HV 92 به HV 186 افزايش پيدا مي كند. نتايج مربوط به اندازه گيري چگالي نمونه هاي كامپوزيتي Al-B4C نشان داد كه چگالي نمونه ها با افزايش مقدار ذرات كاربيد بور، صرف نظر از اندازه آنها از VH2.68 به VH2.63 كاهش مي يابد. مطالعات شبيه سازي با استفاده ازكد هسته اي MCNP حاكي از آن است كه با افزايش فاز تقويت كننده نيتريد بور تا 4% وزني در نمونه هاي نانوكامپوزيتي Al-BN، شار نوترون تا %73 محافظت مي شود. نتايج حاصل از راديوگرافي نوتروني حاكي از آن بود كه با افزايش فاز تقويت كننده نيتريد بور، شار نوترون فرودي به سمت فيلم راديوگرافي كاهش يافته و به عبارتي جذب نوترون توسط نمونه ها افزايش پيدا مي كند. مطالعات خوردگي نمونه هاي كامپوزيتي Al-BNنشان داد با افزايش درصد فاز تقويت كننده از %1 تا % 4مقاومت به خوردگي نمونه كامپوزيتي Al-BN از Ohm.cm2 1326به Ohm.cm2 772 كاهش يافت، همچنين مطالعات نشان مي دهد كه با انجام عمل آسياكاري روي نمونه آلومينيومي خالص باعث افزايش مقاومت به خوردگي آن مي شود. نتايج سختي سنجي ويكرز نشان داد با افزايش كسر جرمي BN در نمونه كامپوزيتي سختي از HV 40 در نمونه آلومينيومي خالص به HV 119 افزايش پيدا مي كند. نتايج مربوط به اندازه گيري چگالي نمونه هاي كامپوزيتي Al-BN نشان داد كه چگالي نمونه ها با افزايش فاز تقويت كننده نيتريد بور، VH2.69 به VH2.65 كاهش يافت.

216471

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

محسن اسدي اسدآباد، جواد مختاري