Comment est fabriqué le panneau de radioprotection en tungstène ?

La fabrication des panneaux de radioprotection en tungstène repose principalement sur le procédé de métallurgie des poudres (méthode la plus aboutie et la plus utilisée). Les étapes détaillées sont les suivantes:

 Processus courant : métallurgie des poudres

Ce procédé convient à la production en série de panneaux de radioprotection en tungstène plats, de grande taille ou de forme standard, avec les avantages d'une qualité stable et d'un faible coût.

Préparation et mélange de poudre

Sélection des matières premières : utilisez de la poudre de tungstène de haute pureté (pureté ≥ 99,9 %) comme matériau principal et ajoutez des poudres d'éléments d'alliage (nickel, fer ou cuivre) dans une proportion de 3 % à 15 %. Le nickel et le fer agissent comme liants pour améliorer les propriétés mécaniques et l'usinabilité du panneau ; pour les scénarios de protection contre les rayonnements neutroniques, de la poudre de bore peut être ajoutée pour améliorer la capacité d'absorption des neutrons.

Mélange uniforme : mettez la poudre mélangée dans un mélangeur à haute efficacité et ajoutez une petite quantité de liant organique (par exemple, de la paraffine) pour améliorer les performances de liaison des particules de poudre. Mélanger pendant 2 à 4 heures sous vide ou sous protection de gaz inerte pour assurer une répartition uniforme de chaque composant.

Moulage

Pressage isostatique à froid (CIP) : Il s'agit de l'étape de moulage du noyau pour les grands panneaux. Mettez la poudre mélangée dans un moule flexible (par exemple, un moule en caoutchouc) et placez-la dans une presse isostatique froide. Appliquez une haute pression (100 à 300 MPa) uniformément dans toutes les directions pour former un flan de panneau ayant la taille et la densité initiale requises (densité relative ≥60 %).

Pressage sous matrice : Pour les panneaux petits ou fins, utilisez un moule métallique rigide pour le moulage par compression directe, plus efficace mais adapté aux formes simples.

Frittage

Placez l'ébauche pressée dans un four de frittage sous atmosphère d'hydrogène (l'hydrogène est utilisé pour empêcher l'oxydation de la poudre de tungstène). Augmentez la température entre 1 400 et 1 600 °C à une vitesse de chauffage contrôlée et maintenez-la au chaud pendant 2 à 6 heures.

Lors du frittage, le liant se volatilise et les particules de poudre subissent une diffusion et une liaison atomiques, réalisant ainsi une densification. La densité relative de l'ébauche finale peut atteindre 95 % à 99 %, répondant ainsi aux exigences de performances de protection contre les rayonnements.

Usinage de précision

Utilisez des machines de découpe CNC, des meuleuses et des perceuses pour traiter le flan fritté. La clé est de contrôler la tolérance d'épaisseur (± 0,1 mm) et la planéité du panneau, et de traiter les trous d'installation, les rainures ou les chanfreins de bord selon les dessins du client.

Pour les panneaux qui doivent être assemblés dans un équipement de blindage, un usinage de précision garantit l'exactitude de la structure de connexion.

Traitement de surface

Traitement anti-corrosion : Effectuer une galvanoplastie (nickelage, zingage) ou une passivation sur la surface du panneau pour améliorer la résistance à la corrosion et éviter l'oxydation en milieu humide.

Polissage de surface : pour les panneaux utilisés dans des scénarios d'équipement médical ou de précision, polissez la surface pour réduire la rugosité de la surface (Ra ≤0,8 μm) et améliorer la qualité de l'apparence.

Contrôle qualité

Testez les indicateurs de performance de base : densité (16,5 à 18,5 g/cm³), efficacité de protection contre les rayonnements (test du taux d'atténuation des rayons X/γ), tolérance dimensionnelle et résistance mécanique.

Effectuer une détection des fuites pour les applications de l’industrie nucléaire afin de garantir l’absence de risques de fuite de rayonnement.