新型X/γ光子屏蔽用碳纤维增强聚酰亚胺基复合材料的设计及其性能

摘要

随着核技术应用的快速发展,对X/γ光子屏蔽材料提出了功能和结构一体化的要求.针对这种需求,设计了一种新型碳纤维增强聚酰亚胺基复合材料.基于Monte Carlo N-Particle Transport Code System(MCNP)模拟了不同PbO含量复合材料的屏蔽性能,根据模拟结果和制备工艺设计了材料并制备,对制备的材料测试了其屏蔽性能、力学性能以及耐辐照性能.通过光子屏蔽实验和力学性能实验发现,该复合材料具有良好的光子屏蔽性能,其在4.80 mm厚度时光子透射率为54.13％,同时材料的弯曲强度和拉伸强度在1.2 mm厚度时达到了263 MPa和369 MPa,在90 kGy辐照后拉伸强度保持率为83.47％,因此该材料在医用及γ射线探伤等工业上有较大的应用潜力.