根據添加組分的不同,鎢基合金主要分為鎢銅合金和鎢鎳鐵合金兩大類。由于輔助材料和生產加工工藝的不同,鎢鎳鐵合金的綜合性能會比鎢銅合金的性能更勝一籌,比如韌性和強度。然而,不論是哪一種合金,它們都可以用來制造高質量的γ射線屏蔽材料。
相比使用鉛合金制造的防輻射材料來說,鎢合金屏蔽材料擁有更好的射線阻隔性能,且不會產生二次放射,并對自然環(huán)境較為友好,所以更適合今后的使用,更有助于國家走可持續(xù)發(fā)展道路。
目前,鎢基合金多采用粉末冶金的方法制備,但粉末冶金的設備需要使用模具,且對粉末的純度與粒度要求更為苛刻。所以,有研究者采用以下兩種方法制備鎢銅和鎢鎳合金,并對它們進行表征。
(1)制備鎢銅合金。采用自改裝的氫氣爐燒結含銅量分別為5%,10%,15%,20%的鎢銅合金,通過排水法測得鎢銅合金的密度,對各組分鎢銅合金的屏蔽性能與力學性能進行測試。結果表明,該合金密度在8.3g/cm3左右,屏蔽的半吸收厚度在11mm左右,拉伸強度在20~30MPa。
(2)通過氫氣爐與激光燒結結合的液相燒結方法制備含鎳量為10%的鎢鎳合金,采用自制的剪切設備測試試樣的剪切強度,洛氏硬度計測試試樣的硬度。結果表明,當激光功率為1000W的時,W90Ni10的鎢鎳合金的剪切強度為112MPa,洛氏硬度為45.98HRC,剪切斷口呈脆性斷裂。