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廈門稀土材料研究所用于導電和輻射屏蔽的稀土基高熵陶瓷材料研發取得最新進展

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時間:2021-05-07   來源:科學技術辦公室  文本大小:【 |  | 】  【打印

  近年來高熵陶瓷因其優異的物理化學性能而備受關注。相較傳統陶瓷材料,高熵陶瓷具有相穩定、熱導率低、電導率高等優點。基于此,廈門稀土材料研究所楊帆課題組分別設計開發了新型(La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2)CrO3 高熵導電陶瓷和(La0.2Ce0.2Gd0.2Er0.2Tm0.22(WO43 輻射屏蔽高熵陶瓷。  

  采用溶膠凝膠法結合部分燒結工藝制備 (La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2)CrO3 多孔導電高熵陶瓷,其具有高孔隙率、低電阻率、低熱導率等特點,可用于新一代催化劑載體、發熱器件和熱電材料等。該研究成果以全文形式發表在《Journal of Alloys and Compounds》期刊上(https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158763)發表,第一作者為在讀碩士張雪松,楊帆研究員為通訊作者。

  隨著核能的發展,開發一種無毒、輕質、可同時屏蔽中子和γ射線的新型輻射屏蔽材料的需求愈發緊迫。稀土元素因具有優異的耐輻照能力(Ce)、大的熱中子俘獲截面(Sm、Eu、Gd)、輕毒及無弱吸收區等特點,可作為鉛基屏蔽材料的良好替代。楊帆課題組采用高溫固相合成制備(La0.2Ce0.2 Gd0.2Er0.2Tm0.22(WO43 高熵陶瓷粉體并與環氧樹脂進行復合得到輻射屏蔽材料。中子照相結果顯示,2 cm 厚度的復合材料的中子阻隔效率大于 99%。γ射線屏蔽測試表明,該材料在鉛的弱吸收區(44 - 80 keV)具有很高的鉛當量(0.4340 mmPb),在中低能區的線性衰減系數明顯高于Ta2O5、Bi2O3、HfO2、WO3等重金屬氧化物。 該成果以全文形式在SCI一區期刊 《Materials & Design》 上(https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109722) 發表,第一作者為在讀碩士張雪松,楊帆研究員為通訊作者。

 

  

  研究工作得到國家重點研發計劃、中國科學院計劃-戰略性先導科技專項A、廈門市科技計劃項目等的支持,并于中國核動力研究設計院展開深入合作。

 

 

 

 

 

 

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