本發明涉及到一種噴涂方法，尤其涉及到一種不銹鋼基板上中子吸收復合材料的噴涂方法。

背景技術：

中子根據其能量的不同，可劃分為：快中子(0.1～500mev)、中能中子(100ev～0.1mev)、慢中子(e<100ev)和熱中子(一般為0.025ev)等。中子屏蔽材料的目的是將一定能量的快中子慢化成熱中子并將其吸收。

中子吸收材料大多包含有鉿、釤、鎘等具有高中子吸收截面的元素。鉿、釤是中子吸收性能優異的材料，但稀缺昂貴，難以實現工業化應用。鎘是具有較大熱中子俘獲截面的實用材料，0.5mm厚的鎘板就可滿足乏燃料儲存格架臨界控制和中子吸收能力的要求。但是由于鎘具有毒性、容易致癌，雖然目前還在應用，但已經開始逐漸被替代。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可對高能量中子具備較好防護能力的不銹鋼基板上中子吸收復合材料的噴涂方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種不銹鋼基板上中子吸收復合材料的噴涂方法，其步驟包括：

1)將40～70重量份的鋁基金屬粉末、20～40重量份的碳化硼粉末和10～20重量份的氧化釤粉末混合均勻，作為內層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在1～50微米之間，碳化硼粉末的粒徑控制在1～75微米之間，氧化釤粉末的粒徑控制在1～25微米之間；

22)將30～70重量份的鋁基金屬粉末、20～50重量份的三氟化鋁粉末和10～20重量份的氫化鋯粉末混合均勻，作為外層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在1～50微米之間，三氟化鋁粉末的粒徑控制在20～75微米之間，氫化鋯粉末的粒徑控制10～75微米之間；

3)對不銹鋼表面進行清洗和噴砂粗化處理；

4)采用氮氣或氦氣作為運載氣體，將所述的內層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向加入到噴槍中對不銹鋼表面進行噴涂，形成內側涂層，噴涂時，將所述運載氣體的壓力控制在2～4.0mpa之間，將所述運載氣體的溫度控制在400～600℃之間，將所述運載氣體的流速控制在300～1200米/秒之間。

5)采用氮氣或氦氣作為運載氣體，將所述的外層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向加入到噴槍中對內側涂層進行噴涂，形成外側涂層，噴涂時，將所述運載氣體的壓力控制在2～4.0mpa之間，將所述運載氣體的溫度控制在400～600℃之間，將所述運載氣體的流速控制在300～1200米/秒之間。

本發明所要解決的進一步的技術問題是：提供一種可使上述的復合材料較好地防護x射線和γ射線的不銹鋼基板上中子吸收復合材料的噴涂方法。

為解決上述進一步的技術問題，本發明所采用的技術方案為：在所述的內層噴涂粉末和外層噴涂粉末中分別加入20～40重量份的氧化鉛粉末，氧化鉛粉末的粒徑控制10～75微米之間。

本發明的有益效果是：本發明所述的噴涂方法，可以在不銹鋼基材的表面形成內、外兩層涂層，外側涂層對高能量中子的慢化作用明顯，內側涂層對高能量中子的吸收作用明顯，從而大大提高了噴涂形成的復合材料對高能量中子具備較好防護能力；此外，所述涂層的化學成分和顯微組織結構可與原材料保持一致，基本不存在氧化、合金成分燒損、晶粒長大等現象；噴涂殘余應力較低，且均為壓應力降低涂層厚度限制；噴涂結合層強度較高，可達到100mpa以上，能夠滿足航空、航天等領域負荷和長壽命的要求；而且，涂層致密、氣孔少，致密度可達到98％以上。此外，還可以通過在內、外層噴涂粉末中加入適量的氧化鉛粉末，來提高復合材料對x射線和γ射線的防護能力。

具體實施方式

下面結合具體的實施例，詳細描述本發明所述的一種不銹鋼表面抗核輻射涂層的噴涂方法的具體實施方案。

實施例一：

1)將40克鋁基金屬粉末、20克碳化硼粉末、10克氧化釤和20克氧化鉛粉末混合均勻，作為內層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在15～30微米之間，碳化硼粉末的粒徑控制在20～50微米之間，氧化釤粉末的粒徑控制在5～15微米之間，氧化鉛粉末的粒徑控制30～50微米之間；

2)將30克鋁基金屬粉末、20克三氟化鋁粉末、10克氫化鋯和20克氧化鉛粉末混合均勻，作為內層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在15～30微米之間，三氟化鋁粉末的粒徑控制在30～50微米之間，氫化鋯粉末的粒徑控制在30～50微米之間，氧化鉛粉末的粒徑控制30～50微米之間；

3)首先對不銹鋼表面采用丙酮超聲清洗的方法進行清洗，然后，再對其表面進行噴砂粗化處理；

4)采用氮氣作為運載氣體，將所述的內層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向送入噴槍，使得內層噴涂粉末隨著運載氣體噴射至不銹鋼表面，形成1～3毫米的內側涂層，噴涂時，將運載氣體的壓力控制在2.2mpa；將運載氣體的溫度控制在420℃，將運載氣體的流速控制在330米/秒。

5)采用氮氣作為運載氣體，將所述的外層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向送入噴槍，使得外層噴涂粉末隨著運載氣體噴射至內側涂層上，形成1～3毫米的外側涂層，噴涂時，將運載氣體的壓力控制在2.2mpa；將運載氣體的溫度控制在420℃，將運載氣體的流速控制在330米/秒。

實施例二：

1)將55克鋁基金屬粉末、30克碳化硼粉末、15克氧化釤和30克氧化鉛粉末混合均勻，作為內層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在15～30微米之間，碳化硼粉末的粒徑控制在20～50微米之間，氧化釤粉末的粒徑控制在5～15微米之間，氧化鉛粉末的粒徑控制30～50微米之間；

2)將50克鋁基金屬粉末、35克三氟化鋁粉末、15克氫化鋯和30克氧化鉛粉末混合均勻，作為內層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在15～30微米之間，三氟化鋁粉末的粒徑控制在30～50微米之間，氫化鋯粉末的粒徑控制在30～50微米之間，氧化鉛粉末的粒徑控制30～50微米之間；

3)首先對不銹鋼表面采用丙酮超聲清洗的方法進行清洗，然后，再對其表面進行噴砂粗化處理；

4)采用氮氣作為運載氣體，將所述的內層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向送入噴槍，使得內層噴涂粉末隨著運載氣體噴射至不銹鋼表面，形成1～3毫米的內側涂層，噴涂時，將運載氣體的壓力控制在3mpa；將運載氣體的溫度控制在500℃，將運載氣體的流速控制在750米/秒；

5)采用氦氣作為運載氣體，將所述的外層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向送入噴槍，使得外層噴涂粉末隨著運載氣體噴射至內側涂層上，形成1～3毫米的外側涂層，噴涂時，將運載氣體的壓力控制在3mpa；將運載氣體的溫度控制在500℃，將運載氣體的流速控制在750米/秒。

實施例三：

1)將70克鋁基金屬粉末、40克碳化硼粉末、20克氧化釤和40克氧化鉛粉末混合均勻，作為內層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在15～30微米之間，碳化硼粉末的粒徑控制在20～50微米之間，氧化釤粉末的粒徑控制在5～15微米之間，氧化鉛粉末的粒徑控制30～50微米之間；

2)將70克鋁基金屬粉末、50克碳化硼粉末、20克氫化鋰和40克氧化鉛粉末混合均勻，作為內層噴涂粉末，其中，鋁基金屬粉末的粒徑控制在15～30微米之間，三氟化鋁粉末的粒徑控制在30～50微米之間，氫化鋯粉末的粒徑控制在30～50微米之間，氧化鉛粉末的粒徑控制30～50微米之間；

3)首先對不銹鋼表面采用丙酮超聲清洗的方法進行清洗，然后，再對其表面進行噴砂粗化處理；

4)采用氮氣作為運載氣體，將所述的內層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向送入噴槍，使得內層噴涂粉末隨著運載氣體噴射至不銹鋼表面，形成1～3毫米的內側涂層，噴涂時，將運載氣體的壓力控制在3.8mpa；將運載氣體的溫度控制在580℃，將運載氣體的流速控制在1180米/秒；

5)采用氦氣作為運載氣體，將所述的外層噴涂粉末沿著噴口的軸線方向送入噴槍，使得外層噴涂粉末隨著運載氣體噴射至內側涂層上，形成1～3毫米的外側涂層，噴涂時，噴涂時，將運載氣體的壓力控制在3.8mpa；將運載氣體的溫度控制在580℃，將運載氣體的流速控制在1180米/秒。

綜上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明實施的范圍，凡依本發明權利要求范圍所述的形狀、構造、特征及精神所作的均等變化與修飾，均應包括在本發明的權利要求范圍內。