一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法技术

本发明专利技术公开了一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法，包括配制SiC基浆料，将浆料注入模具，往SiC基浆料加入TRISO燃料颗粒，水浴固化成型制得芯块生坯，对芯块生坯进行干燥、排胶，制得定性的半制品芯块，对半制品芯块烧结，制得FCM燃料芯块。本发明专利技术通过凝胶注模成型技术制备的FCM燃料芯块表面外观良好，结构致密，表面缺陷明显少，有效提高了TRISO颗粒的体积占比，提高了FCM燃料的中子经济性；所制备的FCM燃料具有高热导率、耐腐蚀、封闭裂变产物和气体的特性，进一步提高了核反应堆的安全性；本制备方法节约了生产过程中的时间成本，提高了生产的效率，经济性好。经济性好。经济性好。

【技术实现步骤摘要】
一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法


[0001]本专利技术涉及核燃料制备
，具体涉及一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法。

技术介绍

[0002]FCM燃料是一种新型的事故容错燃料，可应用于包括轻水反应堆在内的多种堆型。FCM燃料芯块的基本结构为TRISO颗粒弥散分布在SiC基体中，整体稳定性高且兼具很高的热导率，与冷却剂有较好的兼容性。SiC基体优异的抗氧化性能和耐高温性有利于保持结构完整性，TRISO颗粒以及致密的SiC基体中为阻挡裂变产物的释放提供了多重障碍，在事故工况下可为采取安全措施预留时间以延缓事故的蔓延。
[0003]目前的FCM燃料主要是通过热压方法制备，现有方法包括：Terrani等(Kurt A. Terrani, Caen Ang, Lance L. Snead, Yutai Katoh, Irradiation stability and thermo
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mechanical properties of NITE
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SiC irradiated to 10 dpa,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，配制SiC基浆料；步骤2，将SiC基浆料倒入模具并加入TRISO燃料颗粒；步骤3，加热模具制得芯块生坯；步骤4，对芯块生坯进行干燥和排胶，制得半制品生坯；步骤5，对半制品生坯进行烧结，制得FCM燃料芯块。2.根据权利要求1所述的一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法，其特征在于，步骤1中，配制SiC基浆料的子步骤为：步骤1.1，将SiC粉与烧结助剂混合形成混合粉体；其中，所述烧结助剂为氧化铝和氧化钇的混合物或氮化铝和氧化钇混合物，烧结助剂的加入量为混合粉体的5～20 wt%；步骤1.2，将乙醇和水按体积比（6～7）:（3～4）的比例配制成混合溶剂，将单体和分散剂加入至混合溶剂搅拌均匀；其中，所述单体为N
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羟甲基丙烯酰胺，分散剂为聚丙烯酸铵；以混合溶剂质量为基准，单体的加入量为16～20 wt%，分散剂的加入量为1～2%；步骤1.3，将混合粉体、混合溶剂、交联剂倒入球磨罐中进行球磨，得到粘稠浆料；其中混合粉体与溶剂的体积比为（3～4）:（9～10），交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，加入量为单体质量的4～5%；步骤1.4，往球磨得到的粘稠浆料加入引发剂与催化剂，并进行真空除泡处理，得到SiC基浆料；其中所述引发剂为10 wt%过硫酸铵溶液，引发剂的添加量为浆料质量的0.7～1%，催化剂为四甲基乙二胺，催化剂的添加量为浆料质量的0.04～0.6%。3. 根据权利要求2所述的一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法，其特征在于，球磨时间为3～5h，球磨机转速为300～350 r/min；真空除泡处理的真空度为
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0.05～
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0.1 Pa，除泡时间为20～30 min。4. 根据权利要求1所述的一种FCM燃料芯块凝胶注模成型制备方法，其特征在于，步骤2中，模具的底面直径为30～1000 mm，高度为50～100 mm，加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣正，谭锦辉，黄荣厦，刘马林，刘兵，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：