JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF METALS
VIETNAM FOUNDRY AND METALLURGY SCIENCE AND TECHNOLOGY ASSOCIATION
Kết quả nghiên cứu cho thấy chiều dày và đường kính lỗ xốp của màng ôxít tăng lên khi tăng thời gian điện phân. Khi tăng thời gian điện phân lên trên 90 ph, đường kính lỗ xốp không lớn thêm nhiều, trong khi chiều dày lớp màng ôxít tiếp tục tăng Continue reading Ảnh hưởng của thời gian và điện thế anốt hóa đến cấu trúc lỗ xốp nanô của màng ôxít nhôm Al2O3
Bài báo này trình bày ảnh hưởng của hàm lượng RAMs đến độ hấp thụ tia X và tia γ của bê tông barit, kết quả của đề tài “Nghiên cứu và triển khai ứng dụng một số hệ vật liệu hấp thụ sóng điện từ trên một số dải tần radar tia X và tia γ”.
Influence of RAMs content on X-ray and γ-radiation absorption of Ba based antiradioactive concrete
Nguyễn Văn Dán
Khoa Công nghệ vật liệu, ĐHBK Tp.HCM
Tóm tắt
Đã nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng RAMs (Radar Absorbent Materials) tới độ hấp thụ tia X và tia Gama của bê tông chống phóng xạ barit. Kết quả nghiên cứu cho thấy: – Hàm lượng RAMs 2,5% cho độ hấp thụ tốt nhất – Bê tông barit với 2,5 % RAMs (X-γ RAMs) có các đặc tính chống bức xạ cao hơn so với bê tông nặng.
Abstract
The effect of RAMs content on the X-ray and γ radiation absorption of Ba based antiradioactive concrete was studied. Results are as folows: – Absorption of the barit concrete is the best with 2,5 % RAMs. – Antiradioactive perfomances of barit concrete with 2,5 % RAMs (X-γRAMs) are higher than those of heavy con- crete.
1. Đặt vấn đề
Nghiên cứu vật liệu hấp thụ che chắn tia X và tia γ có ý nghĩa quan trọng tại Việt Nam. Hàng ngàn phòng X quang và các cơ sở bức xạ không đạt tiêu chuẩn an toàn bức xạ (ATBX) gây nên sự ô nhiễm bức xạ trầm trọng, ảnh hưởng đến sức khoẻ người sử dụng và cư dân xung quanh. Bài báo này trình bày ảnh hưởng của hàm lượng RAMs đến độ hấp thụ tia X và tia γ của bê tông barit, kết quả của đề tài “Nghiên cứu và triển khai ứng dụng một số hệ vật liệu hấp thụ sóng điện từ trên một số dải tần radar tia X và tia γ”.
Như đã biết, tương tác của tia X và tia γ với vật liệu thông qua ba hiệu ứng: quang điện, compton và tạo cặp electron – pozitron [2]. Nếu năng lượng bức xạ <1,03 MeV thì sự tiêu tán năng lượng chùm tia chủ yếu do hai hiệu ứng đầu là quang điện và compton. Hai hiệu ứng này xảy ra là do tương tác của chùm tia với các điện tử trong vật liệu. Vì vậy, vật liệu hấp thụ tia X và tia γ cần phải có bán kính nguyên tử lớn và số điện tử trong một nguyên tử phải nhiều. Các nguyên tố như Pb, Co, Ba, Bi là các nguyên tố nặng đáp ứng được các yêu cầu trên.
Chì là loại vật liệu cản tia X và tia γ hữu hiệu nhất nhưng lại biểu hiện một số khiếm khuyết như quá nặng, đắt tiền, không thẩm mỹ và đặc biệt hiện tượng sụt chì theo thời gian và độc tố của nó với cơ thể người.
Sự ra đời của bê tông chống phóng xạ nhằm khắc phục nhược điểm của chì và làm chậm nguồn. Bê tông chống phóng xạ được sử dụng trong các lò phản phản ứng hạt nhân, các cơ sở hạt nhân nhưng triển khai cho các ứng dụng thuần túy tia X hoặc tia γ lại có nhược điểm là hệ số hấp thụ nhỏ. Nếu sử dụng bê tông chống phóng xạ cho các phòng rơngen, xạ trị γ trong y tế thì lớp che chắn bằng vật liệu này phải rất dày.
Những phân tích trên cho thấy xu hướng không hoặc rất hạn chế sử dụng Pb trong che chắn bức xạ và sự cần thiết phải nghiên cứu một loại bê tông chống bức xạ hiệu quả khắc phục được các nhược điểm của chì (Pb) và bê tông chống phóng xạ truyền thống.
2. Thực nghiệm
2.1. Chế tạo mẫu
2.1.1. Thành phần và kí hiệu mẫu
Các mẫu cản tia X và tia γ được chế tạo bao gồm:
– Mẫu M1: Mẫu bê tông chống phóng xạ không biến tính bởi RAMs có thành phần: gồm xi măng póclăng (mác 400) + cát + (70% barit + 2% Bi2O3 + 18%FeO.TiO2 + 10% magnetit) theo tỷ lệ phối trộn 1:2:3. Các tấm mẫu có kích thước 100 x 100 x 10 mm3 dùng để làm mẫu đối chứng.
– Mẫu M2, M3, M4, M5: Nhóm mẫu này được chế tạo trên cơ sở nhóm bê tông cản tia ra giống mẫu M1 được biến tính thêm bởi bột RAM. Bột RAM bao gồm 25% hỗn hợp bột nanô tinh thể Ag – than hoạt tính + 75% bột ferit Zn0,64Ni0,36Fe2O4.
Lượng RAM biến tính theo các mẫu có thành phần như sau: M2-2,5% RAM; M3-5%RAM; M4- 7,5%RAM; M5-10%RAM.
2.1.2. Công nghệ chế tạo
Bột xi măng poclăng (mác 400) + cát + (70% borit + 2% Bi2O3 + 18% FeO.TiO2 + 10% magneti) theo tỷ lệ phối trộ 1:2:3 được nghiền cùng với bột RAMs trong máy nghiền bi trong thời gian 5h Thời gian nghiền 5h đủ để làm đồng đều thành phần hỗn hợp.
Bột RAMs được chế tạo như đã công bố trong [1,3]. Các bột RAMs có kích thước rất nhỏ d
Tất cả các mẫu bê tông được chế tạo bằng cách phối trộn hỗn hợp xi măng – cát – bột hấp thụ và RAM với nước theo tỷ lệ đã định rồi đem đổ khuôn với kích thước xác định và được bảo trì trong 7 ngày.
Bài báo này chỉ giới hạn trong nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến từ tính ferit thông qua mức độ ferit hoá khi thiêu kết mẫu. Nghiên cứu chế tạo ferit Zn0,64Ni0,36Fe2O4 thuộc đề tài cấp thành phố
Effect of annealing temperatures on magnetic properties of ferrite Zn0,64Ni0,36Fe2O4
Nguyễn Văn Dán
Khoa Công nghệ vật liệu, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM
TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, đã xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết tới tính chất từ của ferít Zn0,64Ni0,36Fe2O4. Nhiệt độ thiêu kết thay đổi trong khoảng từ 1300 đến 1400°C. Kết quả nhiễu xạ tia X và đo từ tính của các mẫu sau khi thiêu kết ở khoảng nhiệt độ nghiên cứu cho thấy thiêu kết ở nhiệt độ 1370°C, vật liệu đạt từ tính cao nhất.
ABSTRACT
The effect of sintering temperature from 1300 to 1400°C on magnetic properties of Ni-Zn-ferrite (Zn0,64Ni0,36Fe2O4) was studied. The results of X-ray diffraction and measuring magnetic properties showed that magnetic properties of Ni-Zn-ferrite sintered at 1370°C are the highest .
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tính chất từ của vật liệu ferít Zn0,64Ni0,36Fe2O4 phụ thuộc vào nhiều thông số công nghệ khác nhau như: kích thước hạt bột trước khi ferit hoá lần thứ hai, nhiệt độ thiêu kết, thành phần hoá học, môi trường thiêu kết và thời gian thiêu kết, thông số lực ép, hàm lượng tạp chất [1,2]… Bài báo này chỉ giới hạn trong nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến từ tính ferit thông qua mức độ ferit hoá khi thiêu kết mẫu. Nghiên cứu chế tạo ferit Zn0,64Ni0,36Fe2O4 thuộc đề tài cấp thành phố [3]” Nghiên cứu và triển khai ứng dụng một số hệ vật liệu hấp thụ sóng điện từ trên một số dải tần radar, tia X và tia γ”.
Bằng thực nghiệm [3], đã khảo sát nhiệt độ thiêu kết ở 1300°C và thấy rằng mức độ ferit hoá xảy ra vẫn chưa hoàn toàn và từ tính của vật liệu vẫn chưa phải là cao nhất. Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết tới mức độ ferit hoá và do đó đến từ tính của ferit cần tiến hành nghiên cứu tại nhiệt độ 1300, 1320, 1340, 1360,1370 và 1400°C.
2. NGUYÊN LIỆU Và PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu này là hỗn hợp bột đồng kết tủa [6] gồm 21,18% ZnO; 10,98%; NiO, 65,8% Fe2O3 sau khi đã nhiệt phân ở 960°C [5,7,8,9] trong thời gian là 4 giờ và ferít hoá lần thứ nhất ở 1200°C trong thời gian 4 giờ. Bột ferít hoá lần thứ nhất được tiến hành nghiên cứu.
2.2. Chế tạo mẫu
2.2.1. Mẫu nghiên cứu
Bột ferít hoá lần thứ nhất được nghiền 8 giờ sau khi loại tạp chất ép mẫu ở áp lực 100MPa [2,4,7,8,9] rồi thiêu kết ở các nhiệt độ 1300, 1320, 1340, 1360, 1370 và 1400°C, sau đó các mẫu tại nhiệt độ 500°C trong thời gian 10 giờ để khử ứng suất, sau đo từ tính các mẫu (bảng 1).
| Kí hiệu mẫu | Thời gian nghiền (h) | Nhiệt độ thiêu kết °C | Các thông số công nghệ khác |
| M1 | 8 | 1300 |
Các thông số công nghệ khác được cố định |
| M2 | 8 | 1320 | |
| M3 | 8 | 1340 | |
| M4 | 8 | 1360 | |
| M5 | 8 | 1370 | |
| M6 | 8 | 1400 |
Bảng 1. Kí hiệu các mẫu nghiên cứu
2.2.2. Sơ đồ công nghệ chế tạo
Trên hình 1 nêu sơ đồ tổng quát quá trình chế tạo vật liệu
Hình 1 : Sơ đồ tổng quát quá trình chế tạo vật liệu Zn0,64Ni0,36Fe2O4
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Xác định phân bố kích thước hạt bằng phương pháp đo phân bố sử dụng tia laze tại Trung tâm An toàn môi trường dầu khí, Tp.HCM.
Các mẫu ferit sau khi thiêu kết lần thứ 2 được đem phân tích pha định tính trên máy nhiễm xạ tia X tại Viện Mỏ-Luyện kim màu, Tp.HCM.
Đo các tính chất từ của vật liệu bằng phương pháp cầu Maxwell-Wien tại Phòng thí nghiệm Vật liệu từ, Phân viện Vật lý, Viện KHCNVN, Tp.HCM.
Truy cập trực tiếp website www.doi.org và nhập chỉ số DOI của bài báo vào ô tìm kiếm.
Nếu chỉ số đã được công nhận kết quả tìm kiếm sẽ được chuyển về website xuất bản trực tiếp của bài báo.