JPS6212895A - 中性子吸収能の優れたアルミニウム合金 - Google Patents
中性子吸収能の優れたアルミニウム合金Info
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- JPS6212895A JPS6212895A JP60153195A JP15319585A JPS6212895A JP S6212895 A JPS6212895 A JP S6212895A JP 60153195 A JP60153195 A JP 60153195A JP 15319585 A JP15319585 A JP 15319585A JP S6212895 A JPS6212895 A JP S6212895A
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- Japan
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- aluminum alloy
- aluminum
- neutron absorption
- gadolinium
- powder
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/001—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は中性子吸収能が優れ、構造材としての性質も
優れたアルミニウム合金に関するものである。
優れたアルミニウム合金に関するものである。
（従来技術）
従来、使用済燃料輸送、貯蔵容器等で使用される中性子
吸収材としては以下に示すように種々のものが知られて
いるが、それぞれ欠点があり、充分なものではなかった
。すなわち、 （Ａ）ホウ素入りステンレス鋼 これは製造および加工、溶接性の問題からホウ素の添加
量は最大で１重量％程度である。したがって熱中性子吸
収能に限界があった。
吸収材としては以下に示すように種々のものが知られて
いるが、それぞれ欠点があり、充分なものではなかった
。すなわち、 （Ａ）ホウ素入りステンレス鋼 これは製造および加工、溶接性の問題からホウ素の添加
量は最大で１重量％程度である。したがって熱中性子吸
収能に限界があった。
（Ｂ）ボラール
これは８４Ｃとアルミニウムとの混合物を核にして両面
を薄いアルミニウムで被覆した焼結板である。熱中性子
吸収能は高いが、Ｂ４Ｃの硬度が非常に高いために加工
性が悪く、曲げ強度が極端に低く、構造材とすることは
困難である。
を薄いアルミニウムで被覆した焼結板である。熱中性子
吸収能は高いが、Ｂ４Ｃの硬度が非常に高いために加工
性が悪く、曲げ強度が極端に低く、構造材とすることは
困難である。
（Ｃ）ホウ素入りアルミニウム合金
これは鋳造、加工および熱処理等の問題のため、製造可
能なホウ素添加迅は一般に５重量％以下であり、このた
め熱中性子吸収能に限界、がある。
能なホウ素添加迅は一般に５重量％以下であり、このた
め熱中性子吸収能に限界、がある。
（Ｄ）その他
上記以外の方法により高い熱中性子吸収能を得るには、
炭化ホウ素（８４Ｇ）や窒化ホウ素（ＢＮ）等の粉末を
充填し、焼結等によって成形したものを利用する等の方
法が考えられるが、いずれも構造材としての特性を具備
させることは困難である。また熱中性子吸収材を溶解さ
せた合金については、偏析による熱中性子吸収能の不均
一性 ・の問題があった。
炭化ホウ素（８４Ｇ）や窒化ホウ素（ＢＮ）等の粉末を
充填し、焼結等によって成形したものを利用する等の方
法が考えられるが、いずれも構造材としての特性を具備
させることは困難である。また熱中性子吸収材を溶解さ
せた合金については、偏析による熱中性子吸収能の不均
一性 ・の問題があった。
（発明の目的）
この発明は、このような従来の課題の解決のためになさ
れたものであり、中性子吸収能が良好で、しかも加工性
、強度等の構造材としての性能が優れたアルミニウム合
金を提供するものである。
れたものであり、中性子吸収能が良好で、しかも加工性
、強度等の構造材としての性能が優れたアルミニウム合
金を提供するものである。
（発明の禍成）
この発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉
末に、ガドリニウム化合物の粉末を混合して成形してな
るものである。上記ガドリニウム化合物としてＧｄ２Ｏ
３または金属ガドリニウム等を用いればよい。また上記
ガドリニウム化合物の粉末を０．１〜３０重量％混合し
て成形するようにしてもよい。この場合も上記ガドリニ
ウム化合物としてＧｄ２Ｏ３または金属ガドリニウム等
を用いればよい。
末に、ガドリニウム化合物の粉末を混合して成形してな
るものである。上記ガドリニウム化合物としてＧｄ２Ｏ
３または金属ガドリニウム等を用いればよい。また上記
ガドリニウム化合物の粉末を０．１〜３０重量％混合し
て成形するようにしてもよい。この場合も上記ガドリニ
ウム化合物としてＧｄ２Ｏ３または金属ガドリニウム等
を用いればよい。
上記合金を製造するには、ガドリニウム化合物粒子とア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金の粉末を混合し、
均一混合粉末を作製し、これを熱間プレスで成形する。
ルミニウムあるいはアルミニウム合金の粉末を混合し、
均一混合粉末を作製し、これを熱間プレスで成形する。
その後必要に応じて押出、圧延、鋳造等の加工により製
品形状に仕上げる。
品形状に仕上げる。
また混合粉末を熱間押出、および圧延して、粉末成形と
加工を同時に行うことも可能である。添加するガドリニ
ウム化合物量は０．１重量％未満では従来材と比べて優
位な中性子吸収能が得られず、３０重量％を超えると合
金の加工性、機械的性質が劣化する。
加工を同時に行うことも可能である。添加するガドリニ
ウム化合物量は０．１重量％未満では従来材と比べて優
位な中性子吸収能が得られず、３０重量％を超えると合
金の加工性、機械的性質が劣化する。
上記ガドリニウム化合物の粒子径は５０μ以下とするこ
とが必要である。５０μを越えると、複合材料中単位体
積当りのガドリニウム化合物粒子数が少なくなり、粒子
間距離が大きくなって中性子吸収能が均一でなくなり、
部分的にバラツキが生じることになるからである。アル
ミニ１クム粉末は、直径１００μ以下とすることが必要
である。
とが必要である。５０μを越えると、複合材料中単位体
積当りのガドリニウム化合物粒子数が少なくなり、粒子
間距離が大きくなって中性子吸収能が均一でなくなり、
部分的にバラツキが生じることになるからである。アル
ミニ１クム粉末は、直径１００μ以下とすることが必要
である。
それを超えるとガドリニウム化合物粒子の分散均一性が
低く、粒子間距離が大きくなって中性子吸収能の局部的
なバラツキが大きくなるからモある。
低く、粒子間距離が大きくなって中性子吸収能の局部的
なバラツキが大きくなるからモある。
ガドリニウム化合物粒子およびアルミニウムあるいはア
ルミニウム合金粉末の混合方法は、乾式または湿式で行
い、アルミニウムあるいはアルミニウム合金粉末中にガ
ドリニウム化合物粒子を均一に分散させる。
ルミニウム合金粉末の混合方法は、乾式または湿式で行
い、アルミニウムあるいはアルミニウム合金粉末中にガ
ドリニウム化合物粒子を均一に分散させる。
上記乾式混合法としては■ミキサー、アトライター等の
混合機を使用し、湿式混合法としては、アトライター、
超音波混合機あるいは攪拌混合機を使用すればよい。
混合機を使用し、湿式混合法としては、アトライター、
超音波混合機あるいは攪拌混合機を使用すればよい。
混合粉末の加圧成形は２５０℃以上の温度域であって３
００ ｋｏ／ ｃｎ＋２以上の圧力で行う。温度２５０
℃以下ではガドリニウム化合物粒子とアルミニウムある
いはアルミニウム粉末との間の界面結合力が弱く、複合
材の機械的性質が低下する。圧力３００ ｋａ／ ｃ＋
＋２未満でも同様に界面結合力が弱く、機械的性質が低
下する。加圧成形はホットプレスあるいはＨＩＰ等を利
用すればよい。ホットプレスは真空で行うのが望ましい
。
００ ｋｏ／ ｃｎ＋２以上の圧力で行う。温度２５０
℃以下ではガドリニウム化合物粒子とアルミニウムある
いはアルミニウム粉末との間の界面結合力が弱く、複合
材の機械的性質が低下する。圧力３００ ｋａ／ ｃ＋
＋２未満でも同様に界面結合力が弱く、機械的性質が低
下する。加圧成形はホットプレスあるいはＨＩＰ等を利
用すればよい。ホットプレスは真空で行うのが望ましい
。
（実施例）
実施例−１
粒子径１０μ以下の酸化ガドリニウム粒子を４重量％と
、粒子径４４μ以下の２２１９アルミニラム合金粉末と
をエチルアルコールで湿式混合し、均一な混合粉末を作
製した。これを温度６２５℃、圧カフ ５０ ｋｇ／
ｃｍ２でＨＩＰＩ形した。
、粒子径４４μ以下の２２１９アルミニラム合金粉末と
をエチルアルコールで湿式混合し、均一な混合粉末を作
製した。これを温度６２５℃、圧カフ ５０ ｋｇ／
ｃｍ２でＨＩＰＩ形した。
実施例−２
粒子径２０μ以下の金属ガドリニウム粒子を１０重量％
と、粒子径７４μ以下の６０６１アルミニウム合金粉末
とをアトライターにより乾式混合し、均一な混合粉末を
作製した。これを温度５５０℃、圧力１０００ｋｏ／ｃ
ｉ２で真空ホットプレスにより成形した。
と、粒子径７４μ以下の６０６１アルミニウム合金粉末
とをアトライターにより乾式混合し、均一な混合粉末を
作製した。これを温度５５０℃、圧力１０００ｋｏ／ｃ
ｉ２で真空ホットプレスにより成形した。
実施例−３
粒子径５μ以、下の酸化がトリニウム粒子を２０ｉ１ｆ
ｆｉ％と、粒子径１００μ以下の５０５６アルミニウム
合金粉末とをエチルアルコール中で超音波混合機により
湿式混合し、均一な混合粉末を作製した。これを温度４
００℃、圧力１５００ｋｏ／ｃｍ２でＨＩＰＩ形した侵
、圧延加工により板材を作製した。
ｆｉ％と、粒子径１００μ以下の５０５６アルミニウム
合金粉末とをエチルアルコール中で超音波混合機により
湿式混合し、均一な混合粉末を作製した。これを温度４
００℃、圧力１５００ｋｏ／ｃｍ２でＨＩＰＩ形した侵
、圧延加工により板材を作製した。
上記各実施例について各種性質を調査し、比較材と比較
した結果を第１表に示す。
した結果を第１表に示す。
第１表
上記表において、試料−１〜３はこの発明の実施例の合
金を示し、試料−４〜６は比較合金であって試料−４は
ホウ素入りステンレス鋼（ホウ素１重量％）、試料−５
はボラール、試料−６はホウ素入りアルミニウム合金（
ホウ素２．５ｆｆｌｌｆｉ％）をそれぞれ示している。
金を示し、試料−４〜６は比較合金であって試料−４は
ホウ素入りステンレス鋼（ホウ素１重量％）、試料−５
はボラール、試料−６はホウ素入りアルミニウム合金（
ホウ素２．５ｆｆｌｌｆｉ％）をそれぞれ示している。
また耐力は０．２％耐力をｋＱ／ １１１２で示し、吸
収能は熱中性子吸収能として巨視的吸収断面積を示して
いる。
収能は熱中性子吸収能として巨視的吸収断面積を示して
いる。
上記表から明らかなように、この発明の実施例の試料は
いずれも良好な熱中性子吸収能を示し、かつ耐力、引張
強さ、伸び等の構造材として必要な性能が良好に発揮さ
れている。
いずれも良好な熱中性子吸収能を示し、かつ耐力、引張
強さ、伸び等の構造材として必要な性能が良好に発揮さ
れている。
以上のように、アルミニウムあるいはアルミニウム合金
に対するガドリニウム化合物の添加の効果は、ホウ素の
場合と比較しても、アルミニウムあるいはアルミニウム
合金の性状（ＩＩ械内的性質耐蝕性、溶接性等）の劣化
が小さく、またガドリニウムそれ自体の熱中性子吸収能
が非常に大きいために合金にもその効果が発揮されてい
る。また構造材としても通常のアルミニウムあるいはア
ルミニウム合金と同程度の機械的、熱的性質を持つ合金
を得ることができる。さらに粉末冶金法による製造法を
採用することにより熱中性子吸収能の不均一性が少ない
合金が得られるという効果がある。
に対するガドリニウム化合物の添加の効果は、ホウ素の
場合と比較しても、アルミニウムあるいはアルミニウム
合金の性状（ＩＩ械内的性質耐蝕性、溶接性等）の劣化
が小さく、またガドリニウムそれ自体の熱中性子吸収能
が非常に大きいために合金にもその効果が発揮されてい
る。また構造材としても通常のアルミニウムあるいはア
ルミニウム合金と同程度の機械的、熱的性質を持つ合金
を得ることができる。さらに粉末冶金法による製造法を
採用することにより熱中性子吸収能の不均一性が少ない
合金が得られるという効果がある。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明はアルミニウムあるいは
アルミニウム合金の粉末にガドリニウム化合物の粉末を
混合して成形したものであり、これによって中性子吸収
能および構造材としての性能を良好に発揮させるように
したものである。
アルミニウム合金の粉末にガドリニウム化合物の粉末を
混合して成形したものであり、これによって中性子吸収
能および構造材としての性能を良好に発揮させるように
したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末に、ガ
ドリニウム化合物の粉末を混合して成形してなる中性子
吸収能の優れたアルミニウム合金。 ２、上記ガドリニウム化合物としてＧｄ＿２Ｏ＿３を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の中性
子吸収能の優れたアルミニウム合金。 ３、上記ガドリニウム化合物として金属ガドリニウムを
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の中性子吸収能の優れたアルミニウム合金。 ４、上記ガドリニウム化合物の粉末を０．１〜３０重量
％混合して成形してなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の中性子吸収能の優れたアルミニウム合金
。 ５、上記ガドリニウム化合物としてＧｄ＿２Ｏ＿３を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の中性
子吸収能の優れたアルミニウム合金。 ６、上記ガドリニウム化合物として金属ガドリニウムを
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の中
性子吸収能の優れたアルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153195A JPS6212895A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 中性子吸収能の優れたアルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60153195A JPS6212895A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 中性子吸収能の優れたアルミニウム合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6212895A true JPS6212895A (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=15557120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60153195A Pending JPS6212895A (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 中性子吸収能の優れたアルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6212895A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270799A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-04-01 | フオンドリ−・モンチユペ | 核放射線吸収材 |
| US5925313A (en) * | 1995-05-01 | 1999-07-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum base alloy containing boron and manufacturing method thereof |
| JP2002538472A (ja) * | 1999-03-03 | 2002-11-12 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | ボロンカーバイドとハフニウムとを含有した中性子吸収材料およびその製造方法 |
| WO2015025805A1 (ja) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム複合材、及びアルミニウム複合材の製造方法 |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP60153195A patent/JPS6212895A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6270799A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-04-01 | フオンドリ−・モンチユペ | 核放射線吸収材 |
| US5925313A (en) * | 1995-05-01 | 1999-07-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum base alloy containing boron and manufacturing method thereof |
| JP2002538472A (ja) * | 1999-03-03 | 2002-11-12 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | ボロンカーバイドとハフニウムとを含有した中性子吸収材料およびその製造方法 |
| JP4833413B2 (ja) * | 1999-03-03 | 2011-12-07 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | ボロンカーバイドとハフニウムとを含有した中性子吸収材料およびその製造方法 |
| WO2015025805A1 (ja) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム複合材、及びアルミニウム複合材の製造方法 |
| JP6031194B2 (ja) * | 2013-08-23 | 2016-11-24 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム複合材、及びアルミニウム複合材の製造方法 |
| US20180154448A1 (en) * | 2013-08-23 | 2018-06-07 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Aluminum composite material and method for manufacturing aluminum composite material |
| US10207372B2 (en) | 2013-08-23 | 2019-02-19 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Aluminum composite material and method for manufacturing aluminum composite material |
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