【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域,具体地,涉及一种UO2-W金属陶瓷球制备方法。
技术介绍
UO2被广泛用于核材料,但热传导率在金属铀,碳化铀,氮化铀中是最低的。热传导率在核反应堆中是个重要的热物理性质,直接反映着反应堆燃料的性能。通过制备UO2-W金属陶瓷燃料可以使反应堆燃料在相对低的温度下运行,降低了燃料温度,减少了燃料核芯肿胀、减缓了核芯裂变产物的扩散、也减少了裂变产物的释放,甚至可以减少铀富集度,加深反应堆的燃耗、提高了经济性,延长了反应堆运行寿命。关于UO2-W金属陶瓷核燃料的报道很少,文献《Literaturereviewofthermalandradiationperformanceparametersforhigh-temperature,uraniumdioxidefueledcermetmaterials》介绍了UO2粉末弥散在金属钨基体中采用一定模具压制烧结而制备的金属陶瓷W-UO2燃料,文献《AfabricationtechniqueforaUO2pelletconsistingofUO2grainsandacontinuousWchannelonthegrainboundary》中介绍了通过ADU-UO2粉末与钨粉混合压制成芯块生坯经烧结、退火而制得金属钨在UO2晶界连续均匀分布的UO2-W陶瓷芯块,在同样的热传导率下,UO2-W燃料比W-UO2燃料添加的金属W更少,更有利于UO2燃料核性能;这两种方法都是通过粉末法制备 ...
【技术保护点】
一种UO2‑W金属陶瓷球制备方法,其特征在于,具体步骤如下:a、含钨溶胶的制备:在5℃下,按照偏钨酸铵/U质量比为0.10~0.156,尿素/U摩尔比为1:4的比例将偏钨酸铵、缺硝酸铀酰溶液和尿素混合,搅拌均匀,然后按照乌洛托品/U的摩尔比为1:4的比例,在不断搅拌的情况下缓慢加入固体乌洛托品,搅拌均匀至含钨溶胶液透明;b、分散胶凝:将步骤a所述的含钨溶胶液通过压力排出,得到溶胶滴,溶胶滴经载带流载带,滴入装有加热的异辛醇、石蜡油或四氯化碳的任一种分散柱内,使溶胶滴在表面张力作用下成球,并在下降过程中胶凝,得到含钨凝胶球;c、洗涤:将含钨凝胶球用乙醇水溶液洗涤;d、干燥煅烧:将含钨凝胶球放入高温烘箱里进行干燥煅烧以脱水和脱除有机物骨架脱,最后转化为UO3‑WO3球;e、第一次还原烧结:将WO3‑UO3还原烧结得到金属陶瓷级W‑UO2球;f、退火:金属陶瓷级W‑UO2球的金属钨被CO2气体氧化成WO3,并液化进入陶瓷级UO2晶间,得到UO2‑WO3球;g、第二次还原烧结:将步骤f制得的液化后的UO2‑WO3球还原烧结得到金属陶瓷级UO2‑W球。
【技术特征摘要】
1.一种UO2-W金属陶瓷球制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
a、含钨溶胶的制备:在5℃下,按照偏钨酸铵/U质量比为0.10~0.156,尿素/U摩尔比为
1:4的比例将偏钨酸铵、缺硝酸铀酰溶液和尿素混合,搅拌均匀,然后按照乌洛托品/U的摩
尔比为1:4的比例,在不断搅拌的情况下缓慢加入固体乌洛托品,搅拌均匀至含钨溶胶液透
明;
b、分散胶凝:将步骤a所述的含钨溶胶液通过压力排出,得到溶胶滴,溶胶滴经载带流
载带,滴入装有加热的异辛醇、石蜡油或四氯化碳的任一种分散柱内,使溶胶滴在表面张力
作用下成球,并在下降过程中胶凝,得到含钨凝胶球;
c、洗涤:将含钨凝胶球用乙醇水溶液洗涤;
d、干燥煅烧:将含钨凝胶球放入高温烘箱里进行干燥煅烧以脱水和脱除有机物骨架
脱,最后转化为UO3-WO3球;
e、第一次还原烧结:将WO3-UO3还原烧结得到金属陶瓷级W-UO2球;
f、退火:金属陶瓷级W-UO2球的金属钨被CO2气体氧化成WO3,并液化进入陶瓷级UO2晶间,
得到UO2-WO3球;
g、第二次还原烧结:将步骤f制得的液化后的UO2-WO3球还原烧结得到金属陶瓷级UO2-W<...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐向阳,刘锦洪,康武,李佳,张捷,刘睿睿,孙超,
申请(专利权)人:中国核动力研究设计院,
类型:发明
国别省市:四川;51
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