【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及屏蔽材料，具體涉及一種抗軔致輻射合金材料及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、木星是太陽系中體積與質(zhì)量最大、磁場最強的行星，對其進行探測有助于解決巨行星及太陽系的形成與演化等重大科學(xué)問題。隨著中國航天水平的不斷提高，木星探測也是中國未來深空探測的重點，與其他深空探測任務(wù)相比，木星探測的難點在于其惡劣的輻射環(huán)境：木星軌道高能粒子能譜具有能量高、通量大、能譜硬的特點，高能粒子能量及通量比地球軌道高1～2個數(shù)量級，它們對探測器各種結(jié)構(gòu)件、功能件造成嚴重影響，因此常將關(guān)鍵單機或元器件放入屏蔽盒中進行防護。
2、木星系高能粒子遇上屏蔽材料，相互碰撞的過程中與原子核外電子發(fā)生相互作用，高能粒子速度逐漸減慢，改變運動方向，能量損失。當(dāng)屏蔽材料厚度大于帶電粒子在該材料中的射程時，入射的高能粒子能量被慢慢耗盡，高能粒子會變成中性原子留在屏蔽材料中，而不會對屏蔽材料內(nèi)部放置的電子元器件產(chǎn)生影響。但當(dāng)高能帶電粒子能量增大到1mev，其與屏蔽材料作用，能量降低并以x射線的方式輻射，稱為軔致輻射，帶電粒子能量越高，產(chǎn)生的軔致輻射越大。
3、因此，研發(fā)出能夠適合用于木星探測器屏蔽盒的抗軔致輻射的材料，是值得研究的課題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本申請?zhí)峁┮环N抗軔致輻射合金材料及其制備方法，設(shè)計內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，探究不同析出相體積分數(shù)的鎂合金的抗軔致輻射能力，所述的合金材料可用于制備木星探測器屏蔽盒。
2、技術(shù)方案：本專利技術(shù)所提供的抗軔
3、本專利技術(shù)還公開了上述抗軔致輻射合金材料的制備方法：包括如下步驟：
4、步驟(1)按照合金成分配比，稱取相應(yīng)的金屬原料，采用真空熔煉法制備得到鎂合金板；
5、步驟(2)對鎂合金板表面進行打磨、除油處理；處理后進行機械拋光，去除劃痕；
6、步驟(3)將步驟(2)處理后的鎂合金板進行壓下量為60％±2％的室溫軋制，然后進行去應(yīng)力退火，其溫度為250-280℃，時間為10-20min；再進行完全退火，其溫度為320-380℃，時間為2-4h，經(jīng)過兩步熱處理后，得到2±0.1mm厚的鎂合金。
7、具體的，在步驟(1)中，所述的合金成分配比為：鎂93-97％、鋁2.5-3.5％、鋅0.6-1.4％、錳0.2-1.0％、硅0.08％、鈣0.04％、銅0.01％、鐵0.003％、鎳0.001％。
8、具體的，在步驟(2)中，采用砂紙打磨的方式去除鎂合金板表面的氧化層，除油方式為酒精或丙酮清洗后烘干。
9、具體的，步驟(2)使用金剛石拋光膏進行機械拋光，無較大且長的劃痕后就使用二氧化硅懸浮拋光液拋去細小點狀劃痕。
10、具體的，步驟(3)中所述的去應(yīng)力退火，優(yōu)選溫度為260℃，優(yōu)選時間為15min。
11、具體的，步驟(3)中所述的完全退火，優(yōu)選溫度為350℃，優(yōu)選時間為3h。
12、進一步的，步驟(3)軋制過程中鎂合金板出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象時，將板以45度角進入軋機進行矯直。
13、本專利技術(shù)還提供了上述合金材料的應(yīng)用，將上述合金材料用于抗軔致輻射。
14、具體的，上述合金材料用于木星探測器屏蔽盒的制備。
15、有益效果：采用本專利技術(shù)所述的方法，可以使得合金材料內(nèi)部mg17al12強化相增多，增大彌散分布程度。本專利技術(shù)設(shè)計了鎂合金內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，控制其內(nèi)部析出相體積分數(shù)，使得其能抵御能量大于1mev電子撞擊材料時產(chǎn)生的軔致輻射，延長了鎂合金制備出的木星屏蔽盒在太空環(huán)境中的服役時間。
16、在高能粒子能量大于1mev時，軔致輻射會變得很重要，甚至起主導(dǎo)作用。據(jù)其特點，碰上高原子序數(shù)材料，會產(chǎn)生比原先更多的輻射，出現(xiàn)“越擋越亂”的情況。因此采用低原子序數(shù)材料鎂合金來制作屏蔽盒材料。當(dāng)屏蔽材料厚度大于帶電粒子在該材料中的射程時，入射的高能粒子能量被慢慢耗盡，高能粒子會變成中性原子留在屏蔽材料中，而不會對屏蔽材料內(nèi)部放置的電子元器件產(chǎn)生影響。但一直增加鎂合金材料厚度，顯然不是明智之舉，與航天輕量化發(fā)展主題相悖，因此如何設(shè)計鎂合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使之在同等厚度下，通過內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的改變，而對抗軔致輻射產(chǎn)生效果，這具有非常重大的研究意義。
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1.一種抗軔致輻射合金材料，其特征在于，所述合金材料成分包括鎂93～97％、鋁2.5～3.5％以及錳、鋅、硅、鈣、鐵、鎳；所述的合金材料具有析出的Mg17Al12強化相，所述的強化相體積分數(shù)>1.10％。
2.權(quán)利要求1所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)按照合金成分配比，稱取相應(yīng)的金屬原料，采用真空熔煉法制備得到鎂合金板；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，所述的合金成分配比為：鎂93-97％、鋁2.5-3.5％、鋅0.6-1.4％、錳0.2-1.0％、硅0.08％、鈣0.04％、銅0.01％、鐵0.003％、鎳0.001％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，采用砂紙打磨的方式去除鎂合金板表面的氧化層，除油方式為酒精或丙酮清洗后烘干。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)使用金剛石拋光膏進行機械拋光，無較大且長的劃痕后就使用二氧化硅懸浮拋光液拋去細小點狀劃痕。
6.根據(jù)權(quán)
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的完全退火，優(yōu)選溫度為350℃，優(yōu)選時間為3h。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)軋制過程中鎂合金板出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象時，將板以45度角進入軋機進行矯直。
9.權(quán)利要求1所述的抗軔致輻射合金材料的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，用于木星探測器屏蔽盒的制備。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種抗軔致輻射合金材料，其特征在于，所述合金材料成分包括鎂93～97％、鋁2.5～3.5％以及錳、鋅、硅、鈣、鐵、鎳；所述的合金材料具有析出的mg17al12強化相，所述的強化相體積分數(shù)>1.10％。
2.權(quán)利要求1所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)按照合金成分配比，稱取相應(yīng)的金屬原料，采用真空熔煉法制備得到鎂合金板；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，所述的合金成分配比為：鎂93-97％、鋁2.5-3.5％、鋅0.6-1.4％、錳0.2-1.0％、硅0.08％、鈣0.04％、銅0.01％、鐵0.003％、鎳0.001％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗軔致輻射合金材料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，采用砂紙打磨的方式去除鎂合金板表面的氧化層，除油方式為酒精或丙酮清洗后...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：凌鑫楠，于連旭，馬志俊，繆瀛緯，馬步洋，
申請(專利權(quán))人：江蘇美特林科特殊合金股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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