随着国内中子检测技术的快速发展,各类中子器件对中子吸收材料提出了新的要求,例如费米斩波器这类狭缝类器件需要高中子吸收率的超薄箔材。采用聚酯薄膜涂覆10B4C/Gd2O3制造中子吸收薄膜的传统方案,存在涂层易脱落以及薄膜整体均一性差的缺点。为了解决现阶段存在的问题,本课题采用具有高中子吸收截面的金属材料制备一种具有塑性强、加工性能好和中子吸收率高等优点的中子吸收箔材。选择Sm作为中子吸收核素,其宏观中子吸收截面高达5600 b,大约是10B（3800 b）的1.5倍。通过在塑性优良的Al中添加Sm的方式可以制备一种具有低成本,高塑性和高中子吸收率等优点的新型中子吸收材料。Al-Sm合金的中子吸收率和塑性与Sm含量息息相关,论文首先采用蒙特卡洛程序（MCNP）模拟了中子能量、Sm含量和材料厚度对中子吸收率的影响,确定研究对象为Al-5Sm、Al-10Sm、Al-15Sm和Al-20Sm四种合金,合金成分为质量百分数。采用真空感应熔炼制备四种成分的Al-xSm（x=5,10,15,20）合金,针对铸态和热处理态Al-xSm（x=5,10,15,20）合金展开讨论,通过XRD、EDS和SEM对不同成分Al-Sm合金的微观结构和热处理前后的相转变展开研究。结果表明,Al-Sm合金的铸态微观组织存在大量共晶组织,采用快速冷却方式制备Al-5Sm和Al-20Sm主要是由α-Al和高温相β-Al4Sm组成,采用缓慢冷却方式制备的Al-10Sm和Al-15Sm第二相主要成分为低温相γ-Al4Sm。经过550℃/2 h热处理后,Al-Sm合金第二相发生了同素异构转变β-Al4Sm-γ-Al4Sm。550℃/300 h热处理后,γ-Al4Sm发生共析分解,转变为Al3Sm。通过纳米压痕法研究了 Al-Sm合金热处理前后基体相和第二相微观力学性能的变化,研究结果表明,热处理对Al-Sm合金基体相α-Al的微观硬度影响不大,而三种第二相微观硬度存在一定差别,Al3Sm的微观硬度最大9.89 GPa,其次是β-Al4Sm,微观硬度为8.97 GPa,γ-Al4Sm的微观硬度最小8.91 GPa。通过锻造、热轧和冷轧的方式制备Al-xSm（x=5,10,15,20）合金箔材,探索Al-Sm合金的加工工艺,使用差示扫描量分析（DSC）测试确定Al-Sm合金的均匀化退火温度为 550℃。Al-5Sm 和 Al-10Sm 与 Al-15Sm 和 Al-20Sm 加工工艺不同。Al-5Sm 和Al-10Sm锻造温度选择510℃左右,火次变形量40%左右,热轧选择大压下量（40%）变形,轧制温度为520℃,冷轧退火工艺选择400℃/2 h,道次变形量选择50%。Al-15Sm和Al-20Sm合金内含有大尺寸板条状的第二相,整体塑性较差。锻造温度选择570℃左右,火次变形量20%左右,热轧适合小压下量多道次变形,火次间的下压量控制在20%左右,轧制温度为580℃,冷轧退火工艺选择400℃/2 h,道次变形量选择30%左右。经过锻造、热轧和冷轧工艺,最终将Al-Sm合金制备成厚度为0.03mm箔材,相比铸态合金,制备成箔材的Al-Sm合金第二相分布更加均匀,原有的板条状的第二相被破碎,尺寸更加细小,这样的微观组织不仅提高箔材的力学性能,而且有利于中子吸收。通过一系列加工工艺发现Al-10Sm和Al-15Sm在保证中子吸收率的同时具有较高的成材率,对其进行中子透射实验后发现,当Sm含量相同时,中子吸收率随着材料厚度的增加而增加,当材料厚度相同时,中子吸收率随Sm含量增加而增加,而且材料的中子透射率实测值与MCNP模拟结果吻合度较好,满足中子吸收性能要求。