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伽玛射线的应用已经涉及到人类生活的各个方面,在给人类带来利益的同时也会对人体产生危害甚至会危害下一代,传统的屏蔽材料价格较高,而寻找物美低廉的屏蔽材料始终是一项具有重大意义的研究课题。钒渣和富硼渣作为冶炼过程排放的炉渣,利用过程复杂且会产生新的环境污染,有学者对富硼渣进行了屏蔽性能的研究,发现具有一定的屏蔽效果,且钒渣和富硼渣中含有的铁、硅、钒、钛等元素被证明是具有较好屏蔽效果的元素,因此钒渣和富硼渣很有希望制备物美价廉的屏蔽材料,也有可能成为功能性更多的新材料。本文以钒渣、富硼渣为研究对象开展了研究工作,具体如下:以钒渣和环氧树脂制备了 V-环氧树脂复合材料,对复合材料进行了 XRD、SEM、力学性能和耐热性能分析以及伽马射线屏蔽性能测试,研究结果表明:纯环氧树脂基体的密度为1.12g/cm3,抗折强度为74.38MPa,最高耐受温度为240℃左右,线性衰减系数为0.05081cm-1,质量衰减系数为0.04537cm2/g,半值层厚度为13.639cm,1/10层厚度为45.325cm,平均自由径为19.681cm。钒渣以物理嵌入的方式较均匀的分散在环氧树脂基体中,得到的样品表面较均匀,略有颗粒团聚现象,有因空气未排出而形成的少量气泡。复合材料的密度为1.38-2.51g/cm3。复合材料的抗折强度都满足标准复合材料强度要求,最高耐受温度在240℃左右。复合材料的线性衰减系数为0.06624-0.14670cm-1,质量衰减系数为0.04800-0.05845cm2/g,半值层厚度为4.724-10.462cm,1/10层厚度为15.699-34.768cm,平均自由径为6.817-15.097cm,钒渣添加越多屏蔽效果越好,其中钒渣添加900份时屏蔽效果最佳。对V-环氧树脂复合材料进行了伽马射线辐照研究,对复合材料进行了 XRD、SEM、力学性能、耐热性能和红外光谱分析,研究结果表明:经伽马射线辐照后,环氧树脂基体颜色由淡黄色向深褐色转变,密度降低,老化程度较低,具有耐辐照性能。复合材料经辐照后无损伤,由于环氧树脂裂解成小分子排出造成密度降低,主要屏蔽成分和最高耐受温度均无变化。纯环氧树脂和复合材料的抗折强度均得到提高。辐照无法消除复合材料浇注时形成的气泡。钒渣添加量越多,复合材料对伽马射线的吸收能力越强,屏蔽能力越强。以钒渣、富硼渣和环氧树脂制备了 VB-环氧树脂复合材料,对复合材料进行了 XRD、SEM、力学性能和耐热性能分析以及伽马射线屏蔽性能测试,研究结果表明:填充物以物理嵌入的方式较均匀的分散在环氧树脂基体中,得到的样品表面较均匀,略有颗粒团聚现象,有因空气未排出而形成的少量气泡。复合材料的密度为2.98-3.07g/cm3,抗折强度满足标准复合材料强度要求,最高耐受温度都在240℃左右。复合材料的线性衰减系数为0.14282-0.16966cm-1,质量衰减系数为0.04792-0.05534cm2/g,半值层厚度为4.079-4.853cm,1/10层厚度为13.555-16.127cm,平均自由径为5.886-7.003cm,钒渣添加越多屏蔽效果越好,其中钒渣添加810份,富硼渣添加90份时复合材料屏蔽效果最佳。VB-环氧树脂复合材料的伽马射线屏蔽效果强于V-环氧树脂复合材料,也优于本课题组研究的富硼渣/环氧树脂复合材料,且富硼渣具有良好的抗中子辐射的作用。