【技术实现步骤摘要】
制备氮化铀球形颗粒的方法及氮化铀颗粒
[0001]本专利技术涉及氮化物陶瓷的
，具体涉及一种制备氮化铀球形颗粒的方法及氮化铀颗粒。
技术介绍
[0002]氮化铀(UN)具有高热导率、高铀密度等优点，是重要的事故容错燃料候选之一。以UN球形颗粒作为核芯的三向同性燃料(TRISO)颗粒，将兼具高效与安全。
[0003]对于UN球形颗粒的制备和研究多见于国外，通常选择内凝胶工艺结合碳热还原氮化法制备。但内凝胶工艺对温度敏感，要求胶液必须在低温下(0～4℃)保存和分散，对设备和操作有较高要求，不利于实现规模化应用。现阶段，国内关于UN燃料的专利集中在粉体和芯块的制备上，鲜见专门针对UN球形颗粒燃料的报道。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]在本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种制备氮化铀球形颗粒的方法。该方法包括以下步骤：步骤S1：将欠酸硝酸铀酰溶液与尿素混合，形成溶胶；步骤S2：将硝酸铵、碳源加入到所述溶胶中，并搅拌得到...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备氮化铀球形颗粒的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将欠酸硝酸铀酰溶液与尿素混合，形成溶胶；S2：将硝酸铵、碳源加入到所述溶胶中，并搅拌得到均匀分散的分散液，之后向所述分散液中加入添加剂，搅拌均匀得到分散前胶液，其中，所述添加剂包括聚乙烯醇溶液和四氢康醇；S3：将所述分散前胶液通过分散成球，下落经氨气区进行预固化处理，得到外层胶凝硬化的球形颗粒；S4：将所述球形颗粒置于氨水中，进行充分反应固化并陈化处理，得到凝胶颗粒；S5：对所述凝胶颗粒依次进行洗涤、干燥；S6：将干燥后的所述凝胶颗粒置于气氛炉中依次进行焙烧处理、碳化处理和氮化处理，得到所述氮化铀颗粒。2.根据权利要求1所述的制备氮化铀球形颗粒的方法，其特征在于，在所述分散前胶液满足以下条件至少之一：碳原子和铀原子的摩尔比为2.0～4.0；所述硝酸铵与所述铀原子的摩尔比为0.5～2.5；所述聚乙烯醇与所述铀原子的摩尔比为0.1～1.0；所述四氢康醇与所述铀原子的摩尔比为1.0～3.0；所述欠酸硝酸铀酰溶液的浓度为1.8～2.5mol/L；所述尿素与所述铀原子的摩尔比为1.8～2.6；所述聚乙烯醇溶液的浓度为5wt％～15wt％。3.根据权利要求1所述的制备氮化铀球形颗粒的方法，其特征在于，所述预固化处理包括：将所述分散前胶液置入具有预定气压的储存罐中，并输送至所述储存罐的喷嘴处；所述分散前胶液在振动条件下射流分段，在重力作用下进行自由落体，在空气区成球，得到球形液滴；所述球形液滴落入氨气环境中的氨气区并进行预固化，得到所述外层胶凝硬化的球形颗粒。4.根据权利要求3所述的制备氮化铀球形颗粒的方法，其特征在于，所述成球固化处理满足以下条件中的至少之一：所述预定气压为0.1～1.0Mpa；所述喷嘴的内径为0.2～1.5mm；所述喷嘴的长径比值大于等于15；所述分散前胶液的流量为15.0～100.0g/min；所述空气区的高度为40～150mm；所述氨气区的高度为100～500mm；所述氨气区的氨气流量为0.2～1.5L/h。5.根据权利要求1所述的制备氮化铀球形颗粒的方法，其特征在于，所述焙烧处理包括：在保护气体中，将所述气氛炉中的温度以小于等于2℃/min的升温速率，升温至140℃
～180℃，并保温1～4h；在所述保护气体中，将所述气氛炉中的温度以小于等于2℃/min的升温速率，升温至280℃～350℃，并保温1～4h；在所述保护气体中，将所述气氛炉中的温度以小于等于2℃/min的升温速率，升温至450℃～500℃，并保温1～4h；在所述保护气体中，将所述气氛炉中的温度以小于等于2℃/min的升温速率，升温至580℃～620℃，并保温1～4h，得到焙烧颗粒。6....
【专利技术属性】
技术研发人员：黄治文，马景陶，徐瑞，李建军，郝少昌，赵兴宇，邓长生，刘兵，唐亚平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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