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金属材料检测

  • 铝基碳化硼中子吸收材料检测|碳化硼检测|钴成分检测GB/T 10421-2002
铝基碳化硼中子吸收材料检测|碳化硼检测|钴成分检测GB/T 10421-2002

铝基碳化硼中子吸收材料检测|碳化硼检测|钴成分检测GB/T 10421-2002

    检测项目:铝基碳化硼中子吸收材料检测|碳化硼检测|钴成分检测

    检测标准:铝基碳化硼中子吸收材料检测 YS/T 1478-2021

    检测目的:铝基碳化硼中子吸收材料检测|碳化硼检测|钴成分检测

    检测周期:5-7个工作日

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核级碳化硼定义:是用于核工业方面的工程陶瓷材料之一,可以吸收中子、防辐射广泛,应用于原子反应堆隔离控制棒与核电站的屏蔽材料,是国家重点发展的材料。此外,碳化硼在核工业中是重要的中子吸收材料。

核级碳化硼检测项目:总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析(质谱法)、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分。

核级碳化硼检测标准:ASTM C791-2019《核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法》、JB/T 7993-2012   碳化硼化学分析方法、YS/T 423.1~5-2000 系列标准《核级碳化硼粉末化学分析方法》

一、概述

普通磨料碳化硼-作为已知最坚硬的三种材料之一(仅次于金刚石和立方相氮化硼),适用于硬质材料的磨削、研磨及抛光,如超硬合金、宝石等硬质材料,陶瓷耐磨零件,包括磨耗增强板、泵零件、轴承、喷嘴、阀零件工程陶瓷(包括结构、环境和过程用陶瓷)等。此外,碳化硼在核工业中是重要的中子吸收材料,又称核级碳化硼。化学成分是影响碳化硼使用性能的关键因素,对产品的生产和应用具有重要的指导意义。

不同的用途场合所对应的各成分指标均有所不同。其中JB/T 3294-2017《普通磨料 碳化硼》中各粒度号要求如表1所示。

表1 各粒度号产品的化学成分

粒度范围

化学成分(%)

B4C≥

B总≥

C总≥

B2O3≤

C游≤

Fe2O3≤

F4~F90

95.00

76.00

20.00

0.20

1.50

0.25

F100~F220

96.00

77.00

20.50

0.15

2.00

F230~F600

95.00

76.50

20.00

0.15

3.00

F800~F1200

92.50

75.00

20.00

0.20

4.00

在核工业相关标准规范中,对碳化硼的技术指标有详细规定的主要是《ASTM C750-2018 Standard Specifification for Nuclear-Grade Boron Carbide Powder》和《EJ/T20077-2014铅硼聚乙烯板》,具体的指标要求如表2和表3所示。

表2 核级碳化硼技术要求

序号

化学成分

指标要求

检测依据

1

总硼Total boron (B)

73.0%-81.0%

ASTMC750-2018

ASTMC791-2019

2

硝酸可溶硼Nitric acid-soluble boron(B)

≤0.5%

3

水溶性硼Water-soluble boron(B)

≤0.2%

4

钙Calcium (Ca)

≤0.3%

5

铁Iron(Fe)

≤1.0%

6

总硼+总碳total boron +total carbon(B+C)

≥98.0%

7

氟Fluoride(F)

≤25μg/g

8

氯Chloride(Cl)

≤75μg/g



表3 铅硼聚乙烯板对碳化硼的指标要求

化学成分(质量分数)%

检测依据

B4C≥

B总≥

C总≥

B2O3≤

C游≤

Fe2O3≤

EJ/T20077-2014

JB/T7993-2012

95.00

76.50

20.00

0.15

3.00

0.25


二.不同的化学分析方法

1.普通磨料碳化硼化学成分分析主要依据《JB/T 7993-2012   碳化硼化学分析方法》标准检测,该标准主要分析碳化硼样品中总硼、总碳、三氧化二铁、二氧化硅、三氧化二硼、游离硼、游离碳等7项。从该标准中可以看出总硼、总碳、三氧化二硼、游离硼、游离碳是碳化硼分析检测中的重点。由于碳化硼存在不同的同分异构体属于非化学式化合物,B4C含量的检测主要通过化合硼和化合碳含量计算出来。

2.核级碳化硼分析主要依据《ASTM C791-2019《核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法》》标准检测,该标准规定了总硼、总碳、可溶性硼、同位素分析(质谱法)、游离碳、铁、铝、硅、钙、钴、铬、铜、镁、锰、钼、磷、镍、钛、钨、锆和氟、氯等化学成分检测方法。该标准检测项目覆盖了核级碳化硼的技术指标,为核工业相关用户提供了检测依据和方法。

3.国内核级碳化硼标准主要为YS/T 423.1~5-2000 系列标准《核级碳化硼粉末化学分析方法》,主要项目为 总硼量、总碳量、铁量、游离硼量、氧含量等五项。该系列标准涵盖了碳化硼样品中氧含量的检测,为核级碳化硼粉末及芯块提供了检测方法。

4.碳化硼各项目检测技术对比



检测项目和标准

铝基碳化硼中子吸收材料 全部参数 铝基碳化硼中子吸收材料 YS/T 1478-2021
碳化硼 铝基碳化硼中子吸收材料 YS/T 1478-2021
核级碳化硼的化学、质谱及光谱分析标准方法 ASTM C791-2019
铝基碳化硼中子吸收材料 YS/T 1478-2021
铝及铝合金化学分析方法 第28部分:钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法 GB/T 20975.28-2019
铝基碳化硼中子吸收材料 YS/T 1478-2021
热膨胀系数 金属材料热膨胀特征参数的测定 GB/T 4339-2008
密度 孔隙率小于 2% 的粉末冶金 (PM) 材料密度的标准测试方法 ASTM B311-22


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