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厦门稀土材料研究所用于导电和辐射屏蔽的稀土基高熵陶瓷材料研发取得最新进展

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时间:2021-05-07   来源:科学技术办公室  文本大小:【 |  | 】  【打印

  近年来高熵陶瓷因其优异的物理化学性能而备受关注。相较传统陶瓷材料,高熵陶瓷具有相稳定、热导率低、电导率高等优点。基于此,厦门稀土材料研究所杨帆课题组分别设计开发了新型(La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2)CrO3 高熵导电陶瓷和(La0.2Ce0.2Gd0.2Er0.2Tm0.22(WO43 辐射屏蔽高熵陶瓷。  

  采用溶胶凝胶法结合部分烧结工艺制备 (La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2)CrO3 多孔导电高熵陶瓷,其具有高孔隙率、低电阻率、低热导率等特点,可用于新一代催化剂载体、发热器件和热电材料等。该研究成果以全文形式发表在《Journal of Alloys and Compounds》期刊上(https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158763)发表,第一作者为在读硕士张雪松,杨帆研究员为通讯作者。

  随着核能的发展,开发一种无毒、轻质、可同时屏蔽中子和γ射线的新型辐射屏蔽材料的需求愈发紧迫。稀土元素因具有优异的耐辐照能力(Ce)、大的热中子俘获截面(Sm、Eu、Gd)、轻毒及无弱吸收区等特点,可作为铅基屏蔽材料的良好替代。杨帆课题组采用高温固相合成制备(La0.2Ce0.2 Gd0.2Er0.2Tm0.22(WO43 高熵陶瓷粉体并与环氧树脂进行复合得到辐射屏蔽材料。中子照相结果显示,2 cm 厚度的复合材料的中子阻隔效率大于 99%。γ射线屏蔽测试表明,该材料在铅的弱吸收区(44 - 80 keV)具有很高的铅当量(0.4340 mmPb),在中低能区的线性衰减系数明显高于Ta2O5、Bi2O3、HfO2、WO3等重金属氧化物。 该成果以全文形式在SCI一区期刊 《Materials & Design》 上(https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109722) 发表,第一作者为在读硕士张雪松,杨帆研究员为通讯作者。

 

  

  研究工作得到国家重点研发计划、中国科学院计划-战略性先导科技专项A、厦门市科技计划项目等的支持,并于中国核动力研究设计院展开深入合作。

 

 

 

 

 

 

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