一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料及其制备方法，目的在于解决现有的陶瓷型二氧化铀存在导热性能的不足。本发明专利技术利用金属钼高熔点、高导热性和低中子吸收截面等优点，在二氧化铀原料粉中添入适量钼粉，并将粉坯在还原气氛下进行预烧结，大幅降低二氧化铀/钼复合燃料中高界面热阻化合物（钼的氧化物）含量，结合放电等离子体烧结方法，显著降低烧结温度，有效调控复合燃料的相界面结构，改善二氧化铀的导热性能。本发明专利技术能快速、高效地获得具有良好导热性的高致密二氧化铀/钼复合燃料，该燃料能作为轻水堆中事故容错核燃料，具有较好的应用前景，对于提高反应堆的安全性具有较好的应用价值。

Uranium dioxide / molybdenum cermet composite fuel and preparation method thereof

The invention discloses a uranium dioxide/molybdenum cermet composite fuel and a preparation method thereof, aiming at solving the deficiency of thermal conductivity of existing ceramic-type uranium dioxide. The invention utilizes the advantages of high melting point, high thermal conductivity and low neutron absorption cross section of molybdenum metal, adds proper amount of molybdenum powder into uranium dioxide raw material powder, and pre-sinters the powder billet in reducing atmosphere, thus greatly reducing the content of high interfacial thermal resistance compound (molybdenum oxide) in uranium dioxide/molybdenum composite fuel, and combines with discharge plasma. The bulk sintering method can significantly reduce the sintering temperature, effectively control the phase interface structure of the composite fuel, and improve the thermal conductivity of uranium dioxide. The invention can quickly and efficiently obtain highly dense uranium dioxide/molybdenum composite fuel with good thermal conductivity. The fuel can be used as accident-tolerant nuclear fuel in light water reactor, and has a good application prospect, and has a good application value for improving the safety of the reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料及其制备方法
本专利技术涉及材料及能源领域，尤其是复合材料领域，具体为一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料及其制备方法。
技术介绍
随着国家经济和社会的高速发展，能源需求总量急剧增加。传统能源（如煤、石油等）大量消耗，给生态环境和气候带来诸多影响，成为制约我国社会和经济可持续发展的瓶颈。优化能源结构是中国能源发展面临的新挑战，也是保证中国能源安全、环境安全的重要组成部分。优化能源结构就是减小对石化能源的消费，大力发展新能源。在众多新能源中，核能经过愈50年的发展，被证实为是具有良好经济性的大型电能的来源。核能作为一种清洁能源，具有环境可持续及良好生态效益（不排放CO2、SO2、NOx）。同规模的核电与煤电相比，核电向环境释放的温室气体只有煤电的百分之一。因此，发展核能是优化能源结构、解决我国现阶段能源与环境相互矛盾问题的重要途径。在大力发展核能，追求核反应堆高的功率密度（经济性）的同时，其安全性也应备受关注。2011年3月，日本特大地震，海啸导致福岛核电反应堆主冷却系统及应急冷却系统破坏失效，堆芯失水，堆芯余热导致燃料元件熔化、破损，大量放射性产物外泄，形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料，其特征在于，以二氧化铀粉、高纯钼粉为原料制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料，其特征在于，以二氧化铀粉、高纯钼粉为原料制备而成。2.根据权利要求1所述二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料，其特征在于，所述二氧化铀粉、钼粉的体积比为85~97:3~15。3.根据权利要求1或2所述二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备二氧化铀/钼金属陶瓷混合粉末按配比分别称取二氧化铀粉、钼粉，混合，得到第一混合物；将第一混合物与二氧化锆磨球、研磨介质混合后，装入尼龙球磨罐中，并向球磨罐中充入氩气保护，进行湿法球磨，湿法球磨后的浆料依次经沉淀、干燥后，过筛，得到二氧化铀/钼混合粉末；（2）混粉成形将步骤（1）制备的二氧化铀/钼混合粉末装入粉末冶金模具中，进行模压成型，制得冷压坯；（3）还原气氛预烧结将步骤（2）制备的冷压坯进行还原气氛预烧结，得到二氧化铀/钼预烧结体；（4）放电等离子体烧结成型将步骤（3）制备的二氧化铀/钼预烧结体装入石墨模具中，进行放电等离子体烧结成型；（5）后处理将步骤（4）放电等离子体烧结后的复合材料进行脱模，即得二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料；所述步骤1中，二氧化铀粉、钼粉的体积比为（85~97）:（3~15）...

【专利技术属性】
技术研发人员：程亮，张鹏程，高瑞，杨振亮，李冰清，贾建平，刘朋闯，段丽美，刘徐徐，钟毅，黄奇奇，王志毅，刘彤，黄华伟，孙茂州，马赵丹丹，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，中广核研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51