鋁基碳化硼是指將碳化硼分散在純鋁或鋁合金基體中形成的復(fù)合材料，結(jié)合了碳化硼的高硬度、高耐磨性和高熱導(dǎo)率，以及鋁的輕質(zhì)和良好加工性。碳化硼的比例直接關(guān)聯(lián)到其中子吸收效能，即碳化硼含量提升時，中子吸收能力相應(yīng)增強(qiáng)。但碳化硼含量越高，對材料的制備工藝要求越苛刻，會導(dǎo)致材料的力學(xué)性能變差。
鋁基碳化硼利用硼元素高的熱中子吸收截面，采用熔煉工藝或粉末冶金工藝將硼或硼的化合物熔融在金屬或彌散在金屬基體中形成復(fù)合材料，具有良好的中子吸收性能，在核工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。另外，鋁基碳化硼在航空航天領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用，如發(fā)動機(jī)葉片、渦輪盤、燃燒室等關(guān)鍵部件，以及衛(wèi)星和航天器的天線、熱防護(hù)系統(tǒng)等。
近年來，隨著中國核工業(yè)的快速發(fā)展，鋁基碳化硼市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢。特別是在核電站建設(shè)和運(yùn)營、核廢料處理等環(huán)節(jié)，鋁基碳化硼發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。2023年中國鋁基碳化硼市場規(guī)模超過1億元。
受限于較高的技術(shù)壁壘以及資金壁壘，現(xiàn)階段國內(nèi)鋁基碳化硼行業(yè)內(nèi)企業(yè)數(shù)量較少，代表性企業(yè)包括安泰核原新材料科技有限公司、江蘇海龍核科技股份有限公司、安徽應(yīng)流機(jī)電股份有限公司、杭州陶飛侖新材料有限公司等。其中，安泰核原新材料科技有限公司核電用鋁基碳化硼國產(chǎn)化研制及應(yīng)用項(xiàng)目獲得河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎。
中國在核能發(fā)電領(lǐng)域已積淀了深厚的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)實(shí)力，覆蓋核電站自設(shè)計、建造至運(yùn)營的各個環(huán)節(jié)，彰顯出高度的成熟度和專業(yè)性。與此同時，一系列創(chuàng)新技術(shù)的持續(xù)涌現(xiàn)，諸如小型模塊化反應(yīng)堆及熔鹽反應(yīng)堆等，為核電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)壯大開辟了新路徑，也為鋁基碳化硼市場需求的擴(kuò)增提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)與重要驅(qū)動力。
鋁基碳化硼作為一種優(yōu)良的中子屏蔽材料，具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低以及良好的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能等優(yōu)點(diǎn)，未來在核電站中的重要性將日益凸顯。隨著中國核電站數(shù)量的逐步增加，鋁基碳化硼行業(yè)規(guī)模將不斷擴(kuò)大。同時，隨著技術(shù)的發(fā)展，鋁基碳化硼有望在更多的行業(yè)得到應(yīng)用。