随着对辐射源的深入研究与应用,辐射在农业、工业、医疗等众多领域显得尤为重要,同时辐射对人体的伤害也十分突出,如诱发各类疾病的出现,长时间的辐照甚至将对人类的繁衍生存带来威胁。此外辐射还可能污染环境,对长期处于辐射环境中的电子仪器、精密设备也会受到辐照带来的损伤和电磁干扰,致使各类设备故障和失效。目前传统的射线屏蔽材料主要有含铅硼混凝土、含硼不锈钢、铅合金及防辐射玻璃等。然而,含铅、硼混凝土质量大,且其可移动性较差;硼含量的提高对含硼不锈钢合金的延展性和冲击抗力会产生不利影响,铅合金及含铅玻璃等存在二次韧致辐射、硬度低、有毒性等缺点。含高原子序数——钨元素的WC颗粒增强铝基复合材料,其γ射线和中子屏蔽性能较铅更为优异,且稳定性高,高比刚度、高比强度、可塑性优良、环保无害,是一种新型结构功能一体化的金属基复合辐射防护材料。但该类材料的制备中无论采用搅拌铸造法、反应生成法、以及粉末冶金法,都无法避免混合过程中,高密度和硬度的WC增强体在铝基体中发生沉降和偏聚,造成增强体分布不均匀,从而影响到材料的力学性能、耐腐蚀性能等。针对这一问题,有研究表明,可通过不断优化机械混料工艺参数来提高混料的均匀度,但该方法适用性存在局限,仍无法有效解决高密度WC颗粒的沉降等问题。本文在综合金刚石工具、核燃料元件制备过程中包覆方法的优点,先对WC颗粒进行包覆,再与2024Al进行混料,所制备WC增强铝基复合材料增强体分布均匀,且成型性优良。同时本文也设计了WC增强铝基复合材料增强相分布均匀性定量评价方法,利用Photoshop和Imagepro软件对所制备压坯的微观图像进行处理,以标准偏差S和偏聚程度ζ为均匀性评价指标,可科学准确的定量评价颗粒分布均匀度。最后,初步对所制备的压坯进行真空烧结,分析并讨论烧结前后样品的物相结构,力学性能等。为后期制备高性能、增强颗粒分布均匀度高的WCp/2024Al复合屏蔽材料提供理论支持和技术指导。研究结果表明:通过WCp/2024Al复合材料粉末冶金法制备过程中采用颗粒包覆法进行混料,可以明显提高颗粒分布均匀程度。增强相颗粒百分比、混料时间、混料速度和粘结剂浓度等参数是影响复合材料颗粒分布均匀性的主要因素,经优化包覆工艺参数后,WC颗粒百分比为25 vol.%、混料速度为70 r/min、粘结剂浓度为10wt.%、混料时间为60 min条件下制备的WCp/2024Al复合材料中WC颗粒分布均匀性明显提高。对WCp/2024Al包覆混合粉末进行冷压,密实压坯致密度高,表面平整,颗粒与基体结合紧密。WCp/2024Al复合材料经烧结后,粘结剂基本脱除,但致密度、硬度和抗压强度都有所下降。综上所述,采用包覆混料所制备的WCp/2024Al压坯中WC颗粒的分布均匀性得到了明显的提高,性能方面有待进一步提高。