一种TiN/C包覆钛酸锂氚增殖剂及其制备方法与制备装置系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种TiN/C包覆Li

【技术实现步骤摘要】
一种TiN/C包覆钛酸锂氚增殖剂及其制备方法与制备装置系统
本专利技术属于核聚变
，涉及核壳结构先进锂基陶瓷氚增殖剂的制备方法，尤其涉及一种TiN/C包覆Li2TiO3氚增殖剂及其制备方法与制备装置系统。
技术介绍
在核聚变领域，Li2TiO3微球作为固态氚增殖包层的候选材料之一，具有Li密度高、氚释放性能好、抗压强度大、防潮性好等优异性能。然而随着研究的逐渐深入，人们发现在实际服役过程中，Li2TiO3微球会腐蚀包层材料，形成易碎的氧化物腐蚀层，从而恶化了包层材料的力学性能。尤其是在He-H2清扫气氛中，这种腐蚀现象更加明显，对核反应堆的长期稳定运行造成较大安全隐患。腐蚀现象的发生主要是由于Li2TiO3微球中的Li、O元素与钢基包层材料中的Fe、Cr、Ni等元素具有较大的亲和力，在500-900℃的服役环境中生成易碎、多孔的氧化物腐蚀层，同时由于钢基包层材料的元素向接触界面扩散导致基体内部成分偏析，从而进一步恶化了钢基体力学性能。此外，钢基包层材料中的Fe元素也会通过扩散进入Li2TiO3晶格和晶界，降低了晶粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TiN/C包覆Li

【技术特征摘要】
1.一种TiN/C包覆Li2TiO3氚增殖剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)使Li2TiO3颗粒在保护气氛中处于流化状态；
(2)在步骤(1)持续进行的基础上，混合Li2TiO3颗粒与碳源气体，得到C包覆Li2TiO3颗粒；
(3)在步骤(1)持续进行的基础上，混合步骤(2)所得C包覆Li2TiO3颗粒、钛源气体与氮源气体；
(4)气固分离后得到TiN/C包覆Li2TiO3氚增殖剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述Li2TiO3颗粒的形状为球形或类球形；
优选地，所述Li2TiO3颗粒的等效直径为0.1-1.2mm。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述保护气氛中的气体包括氩气、氦气或氖气中的任意一种或至少两种的组合。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的方式为将所述碳源气体通入所述Li2TiO3颗粒所处的保护气氛中；
优选地，步骤(2)所述混合的温度为500-900℃；
优选地，步骤(2)所述混合的时间≥1min；
优选地，步骤(2)所述碳源气体包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔或丙烯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(2)所述碳源气体的通入气速为50-200mL/min。


5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合的方式为将所述钛源气体与氮源气体分别独立地通入所述C包覆Li2TiO3颗粒所处的保护气氛中；
优选地，步骤(3)所述混合的温度为500-900℃；
优选地，步骤(3)所述混合的时间≥1min；
优选地，步骤(3)所述钛源气体为钛盐经高温气化后形成的气体；
优选地，所述钛盐为二氯化钛；
优选地，所述高温气化的载气为步骤(1)所述保护气氛中的气体；
优选地，所述高温气化的温度为400-800℃；
优选地，步骤(3)所述氮源气体为氮气。


6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述钛源气体的通入气速为50-200mL/min；
优选地，步骤(3)所述氮源气体的通入气速为50-200mL/min。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆山，向茂乔，郑婕，岳芬，
申请(专利权)人：中科院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院，中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32