一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺，涉及乏燃料的回收技术领域。本发明专利技术将碳化细菌纤维素，硼粉和三氧化二硼加入正己烷溶液中，超声处理后，真空干燥，得干燥料；将干燥料置于石墨模具中，高温处理，接着降温至室温，得预处理料；将预处理料与铝粉混合，接着球磨，得球磨料；将球磨料装入模具中并在真空环境下，热压，接着在空气氛围中热压，热压处理，随后降温至室温，即得产品。本发明专利技术制得的乏燃料贮运用中子吸收材料具有良好的力学性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺


[0001]本专利技术涉及乏燃料的回收
，具体涉及一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺。

技术介绍

[0002]中子吸收材料是核燃料和乏燃料贮存运输过程中临界控制和安全防护的必备材料。中子吸收材料长期处于中子辐射和弱酸介质腐蚀等恶劣和复杂的工作环境，并且要满足60年的使用寿命的要求，对中子吸收材料的力学性能提出更高要求。铝基碳化硼(B4C/Al)复合材料是集结构和功能
‑‑
体化的中子吸收材料，本文提出了一种具有高含量(B4C含量大于30wt.％)B4C/Al中子吸收材料，并在此基础上深入研究该类中子吸收材料的中子屏蔽性能和力学性能，这对于核电站建设和安全运行具有重要的科学意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺，所述乏燃料贮运用中子吸收材料的制备步骤如下：
[0006](1)将碳化细菌纤维素，硼粉和三氧化二硼加入正己烷溶液中，超声处理后，真空干燥，得干燥料；
[0007](2)将干燥料置于石墨模具中，高温处理，接着降温至室温，得预处理料；
[0008](3)将预处理料与铝粉混合，接着球磨，得球磨料；
[0009](4)将球磨料装入模具中并在真空环境下，热压，接着在空气氛围中热压，热压处理，随后降温至室温，即得产品。
[0010]作为优选，具体制备步骤如下：
[0011](1)按重量份数计，取5
‑
10份碳化细菌纤维素，2
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3份硼粉，2
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3份三氧化二硼，30
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50份正己烷溶液，将碳化细菌纤维素，硼粉和三氧化二硼加入正己烷溶液中，接着于频率为50
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80kHz条件下，超声处理8
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10h后，真空干燥，得干燥料；
[0012](2)将干燥料置于石墨模具中，于温度为1300
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1400℃的氩气气氛下，高温处理3
‑
5h，接着降温至室温，得预处理料；
[0013](3)将预处理料与铝粉按照质量比1：3
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1：5混合，接着球磨，得球磨料；
[0014](4)将球磨料装入模具中并在真空环境下，于温度为1200
‑
1500℃条件下热压2
‑
3h，接着在空气氛围中热压，温度为400
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600℃条件下，热压处理3
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5h，随后降温至室温，即得产品。
[0015]作为优选，步骤(1)所述的碳化细菌纤维素还可以为自制碳化细菌纤维素。
[0016]作为优选，所述自制碳化细菌纤维素的制备步骤如下：
[0017]a.培养菌株：
[0018]在Caldwell培养基中接种Clostridium thermocellum ATCC27405，培养温度为60℃，培养时间为48小时。
[0019]收获菌体，通过离心(6000rpm，10分钟)将菌体与培养基分离。
[0020]b.处理菌体：
[0021]用1
×
磷酸盐缓冲液(PBS)进行三次洗涤，每次洗涤后用离心(6000rpm，10分钟)分离菌体和PBS。
[0022]c.碳化处理：
[0023]将处理后的菌体分散在石墨炉中，确保无氧或低氧气氛。
[0024]在石墨炉中进行碳化处理，温度为800℃，处理时间为6小时。
[0025]d.冷却和收集：
[0026]将碳化后的样品从石墨炉中取出，让其自然冷却至室温；
[0027]将碳化细菌纤维素样品用研钵研磨成细粉末，并收集样品。
[0028]作为优选，步骤a所述Caldwell培养基，其组分包括：
[0029]纤维素：10g/L
[0030]酵母膏：3g/L
[0031]柠檬酸三钠：0.6g/L
[0032]氯化钾：0.5g/L
[0033]硫酸镁：0.3g/L
[0034]氯化钠：0.2g/L
[0035]磷酸二氢钾：0.06g/L
[0036]碳酸钠：0.02g/L
[0037]硫酸亚铁：0.01g/L
[0038]钼酸铵：0.01g/L
[0039]硫酸锰：0.01g/L
[0040]作为优选，步骤(1)所述硼粉为无定形硼粉。
[0041]作为优选，步骤(2)所得预处理料为灰黑色粉末。
[0042]综上所述，由于采用了上述技术，本专利技术的有益效果是：
[0043]本专利技术中，首先，以碳化细菌纤维素作为碳源和模板，先将碳化细菌纤维素与三氧化二硼和无定形硼粉均匀混合，然后在适宜的温度下，三氧化二硼固体逐渐溶解形成液体，与周围存在的无定型硼粉进行反应形成二氧化二硼气体，二氧化二硼蒸气渗透到碳化细菌纤维素碳纳米纤维表面，随着高温处理时间的延长,二氧化二硼蒸气可沿着碳化细菌纤维素碳纤维的三维网络结构原位合成形成一种三维纳米多孔网络结构的碳化硼，另外在适宜的温度下，液相的三氧化二硼在碳化细菌纤维素的表面发生液
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固反应，原位形成多孔碳化硼，其次，在乏燃料贮运用中子吸收材料的制备过程中，在抽真空的过程中，铝液能够进入多孔碳化硼内部，多孔碳化硼表面能够更好的铝结合，使得体系的力学性能得到提升，同时穿插的过程中，能够挤出孔内的多余空气，在气体的排除过程中，能够使得多孔材料在体系中运动，使得多孔碳化硼能够均匀的分散在体系中，进一步增加体系的力学性能和中子屏蔽性能。
具体实施方式
[0044]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]实施例1
[0046]一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺，具体制备步骤如下：
[0047](1)按重量份数计，取5份碳化细菌纤维素，3份硼粉，3份三氧化二硼，30份正己烷溶液，将碳化细菌纤维素，硼粉和三氧化二硼加入正己烷溶液中，接着于频率为80kHz条件下，超声处理10h后，真空干燥，得干燥料；
[0048](2)将干燥料置于石墨模具中，于温度为1400℃的氩气气氛下，高温处理3h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺，其特征在于，所述乏燃料贮运用中子吸收材料的制备步骤如下：(1)将碳化细菌纤维素，硼粉和三氧化二硼加入正己烷溶液中，超声处理后，真空干燥，得干燥料；(2)将干燥料置于石墨模具中，高温处理，接着降温至室温，得预处理料；(3)将预处理料与铝粉混合，接着球磨，得球磨料；(4)将球磨料装入模具中并在真空环境下，热压，接着在空气氛围中热压，热压处理，随后降温至室温，即得产品。2.根据权利要求1所述的一种乏燃料贮运用中子吸收材料的加工工艺，其特征在于，具体制备步骤如下：(1)按重量份数计，取5
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10份碳化细菌纤维素，2
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3份硼粉，2
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3份三氧化二硼，30
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50份正己烷溶液，将碳化细菌纤维素，硼粉和三氧化二硼加入正己烷溶液中，接着于频率为50
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80kHz条件下，超声处理8
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10h后，真空干燥，得干燥料；(2)将干燥料置于石墨模具中，于温度为1300
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1400℃的氩气气氛下，高温处理3
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5h，接着降温至室温，得预处理料；(3)将预处理料与铝粉按照质量比1：3
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1：5混合，接着球磨，得球磨料；(4)将球磨料装入模具中并在真空环境下，于温度为1200
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1500℃条件下热压2
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3h，接着在空气氛围中热压，温度为400
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600℃条件下，热压处理3
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5h，随后降温至室温，...

【专利技术属性】
技术研发人员：克磊，郑筱雯，张玄，
申请(专利权)人：镇江华核装备有限公司，
类型：发明
国别省市：