一种铪酸铕中子吸收材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种铪酸铕中子吸收材料及其应用，由包括氧化铪粉末和氧化铕粉末在内的原料通过球磨‑冷等静压‑烧结或者球磨‑热压烧结的工艺流程制备而成，从室温到2200°范围内始终保持单一萤石晶体结构，且氧化铕质量百分比为55.78wt.％～65.34wt.％，氧化铪质量百分比为34.66wt.％～44.22wt.％。本发明专利技术的铪酸铕中子吸收材料具有优异稳定的中子吸收、热传导、力学和抗辐照等综合性能，不会发生随温度的变化出现晶体结构的转变和物相的分解，也不会在材料中出现不同晶体结构的混合相和不同物相的混合相。

A europium hafnate neutron absorbing material and its application

【技术实现步骤摘要】
一种铪酸铕中子吸收材料及其应用
本专利技术属于中子吸收材料
，具体涉及一种铪酸铕中子吸收材料及其应用。
技术介绍
核电站反应堆的开启、停止和核功率调节主要由堆芯中的控制棒进行控制，其内含有较大热中子吸收截面元素(如B、In、Cd、Dy、Tm、Hf、Gd、Eu、Sm等)的中子吸收材料；它的移动速度快，操作可靠，使用灵活，控制反应性的准确度高。而且一旦发生事故，全部控制棒会自动快速下落，使反应堆内的链式裂变反应停止，保证核反应堆的安全。常用控制棒的中子吸收材料有碳化硼(B4C)、硼钢、Ag-In-Cd、氧化镝、B4C与Ag-In-Cd组合体等。而以碳化硼和硼钢材料为代表的控制棒，此类吸收材料容易出现较严重的辐照损伤，这主要是由于10B的(n，α)反应产生氦原子，形成氦泡或氦与空位聚集的氦泡空位团，进而导致材料显著辐照肿胀与开裂等。另外，硼钢虽然具有优良的高强度和耐腐蚀性等特性，但B在钢中的溶解度低，会析出硼化物，如(Fe，Cr)2B，导致其塑韧性下降明显，加工性变差；含量高于2.25wt.％B的不锈钢加工很困难。Ag、In、Cd具有相对较低的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铪酸铕中子吸收材料，其特征在于：由包括氧化铪粉末和氧化铕粉末在内的原料通过球磨-冷等静压-烧结或者球磨-热压烧结的工艺流程制备而成，从室温到2200℃范围内始终保持单一萤石晶体结构，且氧化铕质量百分比为55.78wt.％～65.34wt.％，氧化铪质量百分比为34.66wt.％～44.22wt.％。/n

【技术特征摘要】
1.一种铪酸铕中子吸收材料，其特征在于：由包括氧化铪粉末和氧化铕粉末在内的原料通过球磨-冷等静压-烧结或者球磨-热压烧结的工艺流程制备而成，从室温到2200℃范围内始终保持单一萤石晶体结构，且氧化铕质量百分比为55.78wt.％～65.34wt.％，氧化铪质量百分比为34.66wt.％～44.22wt.％。


2.一种权利要求1所述的铪酸铕中子吸收材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在惰性气体保护下，将纯度99.0％以上的烘干氧化铪粉末和纯度99.0％以上的烘干氧化铕粉末，按照所述质量百分比进行称量后混合，再加入过程控制剂硬脂酸并使其最终质量浓度不超过1.5wt％，以得到初始混合粉末；
(2)将上述初始混合粉末在球料比1∶5～15∶1、装填系数0.1～0.9、球磨转速50～1000rpm的条件下球磨0.25～120h，得到球磨粉末；
(3)将上述球磨粉末装入包套中，在压力50～300MPa的条件下冷等静压0.5～10h以压制成坯体，再将坯体置于烧结炉中在1000～1800℃烧结0.5～50h获得所述铪酸铕中子吸收材料；或将上述球磨粉末置于模具中，将模具放置在真空热压烧结炉的炉腔内，将炉腔抽真空至10-3Pa以下，施加30-200MPa压力，然后以5～30℃/min的升温速率升至1000℃～1800℃进行热压烧结0.5～40h，随后以5～30℃/min的降温速率冷却至室温获得所述铪酸铕中子吸收材料。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)为：将所述球磨粉末装入包套中，在压力280M...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉广，丛烁，黄闽江，李奕鹏，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35