【摘 要】
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环氧树脂复合材料是未来托卡马克聚变堆中非常重要的绝缘材料,其耐辐照性能将直接影响未来聚变堆的服役安全性.我们用芳基缩水甘油胺/醚混合环氧树脂(TGPAP)、固化剂DDM混合树脂浸渍玻璃纤维铺层,并固化得到环氧树脂复合材料,分别研究了60Coγ射线以及裂变堆中子辐照对该类复合材料结构、力学性能的影响.DDM固化剂使用量对最终环氧树脂复合材料的耐γ辐照性能影响非常大,DDM重量含量50-60％之间最佳
【机 构】
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中科院软物质化学重点实验室,中国科学技术大学高分子科学与工程系,安徽合肥,230026 中科院等离
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环氧树脂复合材料是未来托卡马克聚变堆中非常重要的绝缘材料,其耐辐照性能将直接影响未来聚变堆的服役安全性.我们用芳基缩水甘油胺/醚混合环氧树脂(TGPAP)、固化剂DDM混合树脂浸渍玻璃纤维铺层,并固化得到环氧树脂复合材料,分别研究了60Coγ射线以及裂变堆中子辐照对该类复合材料结构、力学性能的影响.DDM固化剂使用量对最终环氧树脂复合材料的耐γ辐照性能影响非常大,DDM重量含量50-60％之间最佳,得到的复合材料辐照前后抗张强度、抗弯强度以及抗冲击强度均最好.对于DDM/ TGPAP为50％的材料,经辐照1.4MGy,抗张强度保持不变,抗弯强度、抗冲击强度经辐照4MGy几乎保持不变.红外分析表明,γ射线辐照主要增加复合材料不饱和双键含量,另外随剂量增加,亚甲基键减少,说明存在二次交联.我们还研究了环氧树脂复合材料的耐裂变堆中子辐照性能,环氧树脂复合材料累积经受辐照中子4.71×1022 n/m2(其中1.77×1022 n/m2为E＞0.1 MeV的快中子),除中子辐照外,样品同时经受辐照剂量25.9 MGy.中子辐照后,样品表面无明显变形、裂纹、起泡等现象.但是力学性能尤其抗冲击强度影响较大,而对DDM含量低于50％的组分的力学性能以及抗冲击强度影响稍小.Raman分析表明,中子辐照后复合材料可能脱氢形成不饱和双键.正电子湮没寿命谱表明,中子辐照后复合材料自由体积几乎没有变化,但是自由基含量可能大大增加.
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