本发明涉及陶瓷技术领域，特别涉及一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料及其制备方法。
背景技术：
基于加速器驱动的硼中子俘获治疗癌症装置，使用经过加速的质子（5mev~30mev）轰击锂靶或者铍靶产生中子，中子再经过慢化剂减速得到热中子。热中子被肿瘤细胞中的含硼药物吸收，硼原子核吸收中子后释放带电离子进而杀死癌细胞，实现细胞水平的精准放疗。整个过程中，产生足够高通量的热中子是非常重要的一个环节。使用lif\al\alf3混合粉末烧结的陶瓷可以满足需求，提供足够的热中子用于癌症治疗，如何提供一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料及其制备方法正是本发明人所要解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种…。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料，按质量百分比计算，包含如下组分：lif0.5~5%，al15~40%以及alf345~75%，lif、al以及alf3粉体的粒度均＜2.5μm。
一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料的制备方法，包括如下步骤：
a、把lif、al以及alf3粉体按比例混合均匀，装入钼釜热压，钼釜放置在石墨模具中；
b、对石墨模具进行缓慢加温加压，温度在100~200℃，时间在2~4h，确保粉体内的气体释放，保证粉体干燥；
c、待气体释放完全，渐渐增加压强和温度；
d、温度稳定在600~700℃时，压力在30~40mpa，恒温恒压烧结8~12小时；
e、恒温恒压烧结完成后，静置10~20h，氟化铝基陶瓷中子慢化材料成型；
f、使用线切割或者水冷切割工艺对步骤e中成型的氟化铝基陶瓷中子慢化材料进行切割成慢化体；
g、将铝合金套筒套入完成切割后的慢化体。
优选的，所述步骤c中，温度和压力的增长曲线是线性、阶梯状以及s状的一种或上述任意两种的的组合。
优选的，所述步骤d中，恒温恒压烧结时的温度为655℃，压力为34mpa，烧结时间为10h。
优选的，所述步骤e中，静置时间为15h。
优选的，所述步骤f中，使用水冷切割时需要对慢化体抽真空干燥，燥过程加温不超过100℃，干燥时间24h。
本发明相对于现有技术具有如下优点，可确保慢化体的密度高、硬度高、加工性能好。粉末配方使用lif、al、alf3，热压生产使用石墨模具，同时使用一层钼釜来把石墨模具与需要热压的粉末隔离，防止高温高压时候石墨中的碳原子扩散到陶瓷中。加温加压优先采用s型曲线，先缓慢加温加压，确保粉体内的气体释放，保证粉体干燥。目的都是先排气烘干，后恒温恒压充分保证扩散。加温加压过程约10小时，后稳定温度在655℃，压强在34mpa，静止15小时即可压成，密度超过2.3g/cm3。使用水冷切割加工时候需要冷却，使用水冷，但是由于水渗透作用，水冷后需要抽真空干燥，确保内部被吸收的水分能够挥发，干燥过程可适当加温到不超过100℃。真空干燥24小时即可。如果需要外壳把陶瓷包起来，使用铝合金材料，尽量薄，确保对中子性能影响最小。本发明可用于硼中子俘获治疗装置（bnct）的中子慢化，产生最佳的热中子能谱。
附图说明
图1为本发明加温加压的曲线图一；
图2为本发明加温加压的曲线图二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料，按质量百分比计算，包含如下组分：lif0.5~5%，al15~40%以及alf345~75%，lif、al以及alf3粉体的粒度均＜2.5μm。
一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料的制备方法，包括如下步骤：
a、把lif、al以及alf3粉体按比例混合均匀，装入钼釜热压，钼釜放置在石墨模具中；
b、对石墨模具进行缓慢加温加压，温度在100~200℃，时间在2~4h，确保粉体内的气体释放，保证粉体干燥；
c、待气体释放完全，渐渐增加压强和温度；
d、温度稳定在600~700℃时，压力在30~40mpa，恒温恒压烧结8~12小时；
e、恒温恒压烧结完成后，静置10~20h，氟化铝基陶瓷中子慢化材料成型；
f、使用线切割或者水冷切割工艺对步骤e中成型的氟化铝基陶瓷中子慢化材料进行切割成慢化体；
g、将铝合金套筒套入完成切割后的慢化体。
优选的，所述步骤c中，温度和压力的增长曲线是线性、阶梯状以及s状的一种或上述任意两种的的组合。
优选的，所述步骤d中，恒温恒压烧结时的温度为655℃，压力为34mpa，烧结时间为10h。恒温恒压烧结10小时。如果烧结时间太短，晶键结合不够紧密，陶瓷硬度不够高，可能出现掉灰的情况。一般超过5小时即可保证充分扩散和结合，压强的增加可以弥补时间的不足。
参照附图1和附图2，为本发明的加温加压的曲线图示例，其中节点密度较大的曲线为压力曲线，节点密度较小的曲线为温度曲线，附图1中温度曲线为线性，压力曲线为s状，附图2中温度曲线为阶梯状，压力曲线为s状。
优选的，所述步骤e中，静置时间为15h。
优选的，所述步骤f中，使用水冷切割时需要对慢化体抽真空干燥，燥过程加温不超过100℃，干燥时间24h。
本方案的一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料及其制备方法，可确保慢化体的密度高、硬度高、加工性能好。粉末配方使用lif、al、alf3，热压生产使用石墨模具，同时使用一层钼釜来把石墨模具与需要热压的粉末隔离，防止高温高压时候石墨中的碳原子扩散到陶瓷中。加温加压优先采用s型曲线，先缓慢加温加压，确保粉体内的气体释放，保证粉体干燥。目的都是先排气烘干，后恒温恒压充分保证扩散。加温加压过程约10小时，后稳定温度在655℃，压强在34mpa，静止15小时即可压成，密度超过2.3g/cm3。使用水冷切割加工时候需要冷却，使用水冷，但是由于水渗透作用，水冷后需要抽真空干燥，确保内部被吸收的水分能够挥发，干燥过程可适当加温到不超过100℃。真空干燥24小时即可。如果需要外壳把陶瓷包起来，使用铝合金材料，尽量薄，确保对中子性能影响最小。本发明可用于硼中子俘获治疗装置（bnct）的中子慢化，产生最佳的热中子能谱。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料，其特征在于，按质量百分比计算，包含如下组分：lif0.5~5%，al15~40%以及alf345~75%，lif、al以及alf3粉体的粒度均＜2.5μm。
2.一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、把lif、al以及alf3粉体按比例混合均匀，装入钼釜热压，钼釜放置在石墨模具中；
b、对石墨模具进行缓慢加温加压，温度在100~200℃，时间在2~4h，确保粉体内的气体释放，保证粉体干燥；
c、待气体释放完全，渐渐增加压强和温度；
d、温度稳定在600~700℃时，压力在30~40mpa，恒温恒压烧结8~12小时；
e、恒温恒压烧结完成后，静置10~20h，氟化铝基陶瓷中子慢化材料成型；
f、使用线切割或者水冷切割工艺对步骤e中成型的氟化铝基陶瓷中子慢化材料进行切割成慢化体；
g、将铝合金套筒套入完成切割后的慢化体。
3.根据权利要求2所述的一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，温度和压力的增长曲线是线性、阶梯状以及s状的一种或上述任意两种的的组合。
4.根据权利要求2所述的一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，恒温恒压烧结时的温度为655℃，压力为34mpa，烧结时间为10h。
5.根据权利要求2所述的一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤e中，静置时间为15h。
6.根据权利要求2所述的一种氟化铝基陶瓷中子慢化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤f中，使用水冷切割时需要对慢化体抽真空干燥，燥过程加温不超过100℃，干燥时间24h。
技术总结