一、 研究方向

针对我国中子吸收材料制备的迫切需求，研发高温高强高导热铝基碳化硼新材料，开发基体-界面-增强相三位一体组织调控方法，发展大规格工程板材高效成型与高质量焊接技术。

图1：结构功能一体化中子吸收材料搁架示意图

二、 核心技术

团队针对铝基碳化硼中子吸收材料复合制备中纳米相分散、界面结构等关键科学问题及大规格板材的制造难与焊接性差等问题进行深入研究，掌握多项核心技术。

1、纳米颗粒分散技术：建立了纳米颗粒原位引入分散、非介入式混粉新工艺，实现了纳米氧化铝、纳米碳化硅等颗粒的高效可控分散。

2、复合界面调控技术：构建了制备工艺-界面结构-材料性能之间的多尺度映射关系与模型，实现了以材料综合性能为导向的复合界面有效调控。

3、板材高效成型技术：形成了难变形高温复合材料协调变形新工艺，实现大尺寸板材的近净成形加工。

4、板材高质量焊接技术：开发了复合材料中厚板材双面搅拌摩擦焊接先进工艺，实现板材无缺陷高质量焊接。

三、 主要成果

团队在广东省重点研发计划的支持下，开发出多种高性能铝基碳化硼体系材料，并成功制备综合性能优异的工程规格中子吸收材料板材。

1、构建了铝基碳化硼材料体系，包括B₄C/Al、B₄C+Al₂O₃/Al、B₄C+SiC/Al、B₄C+TiB₂/Al等复合材料，拓宽了中子吸收材料体系。

2、成功制备了工程规格尺寸中子吸收材料板材，实现强度与韧性，强度与热导之间的同步提升，高温力学性能、导热性能等指标已超过国际同类材料。

3、目前已申请发明专利6项。

四、 未来计划

未来团队将在中子吸收材料的工程化、器件制造及长期服役行为研究等方面继续开展相关工作：

1、实现更大规格尺寸的工程化板材加工技术突破，为规模化生产该类铝基复合材料奠定技术基础。

2、基于前期的材料加工技术，设计制造中子吸收材料系列产品如贮存搁架、运输容器组件等。

3、目前该类铝基复合材料的长期服役性能仍缺乏真实数据，未来将开展模拟真实服役环境的材料性能研究，并研究探索金属结构功能服役行为智能化高效评价技术。