核电站主要的辐射照射方式为γ外照射,现阶段主要以纯铅及其复合材料来进行核电站内的辐射屏蔽;但铅基材料存在一定的毒性、废物处理成本较高且易被氧化,以钨元素为主的复合材料成为辐射屏蔽材料研究的新方向。此外,核电站内各类结构、尺寸的管道、阀门、复杂部件较多;需求的辐射屏蔽件种类多,备件少,更换耗费时间需要尽可能短,以免影响核电站的运转。激光选区烧结(Slective Laser Sintering,SLS)成型技术成型速度快、成型结构的复杂程度高,适用于小批量的复杂结构件的快速成型,非常契合核电站内的辐射屏蔽需求。本文通过粉末包覆工艺和机械混合工艺制备辐射屏蔽复合粉末,并对其进行SLS成型工艺及性能研究,最后测试并分析其在核电领域应用的相关性能。主要研究内容与成果如下:(1)辐射屏蔽复合材料的制备工艺研究。基于SLS成型工艺的需求,选择合适的辐射屏蔽复合材料基材,采用粉末包覆工艺和机械混合工艺制备了WC/PA12辐射屏蔽复合粉末;对两种制备工艺制备的辐射屏蔽复合材料进行对比研究和分析,并制备出不同WC-PA12质量配比的辐射屏蔽复合材料。(2)辐射屏蔽复合材料SLS成型工艺优化研究。通过单因素实验确定复合材料的预热窗口温度为165℃~170℃;并采用正交试验法从致密度、拉伸强度、冲击强度等方面对辐射屏蔽复合材料SLS成型件进行工艺优化;深入分析了不同粉末制备工艺和WC含量对SLS成型件力学性能的影响,分析了粉末连续使用次数对SLS成型件力学性能的影响,发现复合粉末连续使用次数越多,SLS成型件的拉伸强度越低。(3)辐射屏蔽复合材料性能研究。对WC/PA12辐射屏蔽复合材料SLS成型件进行了γ射线屏蔽性能测试,得到了复合材料对γ射线的屏蔽率,并分析了不同WC含量对复合材料γ射线屏蔽性能的影响;研究了复合材料经受50kGy、250kGy的累积辐照剂量之后的力学性能变化,发现复合材料除断裂伸长率外的其余各项力学性能指标保持率达到80%以上;此外,还对辐射屏蔽复合材料的热氧老化性能、阻燃等级、耐高低温性能等进行了测试和分析。