一种核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料及其制备方法，涉及核反应堆燃料包壳材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及核反应堆燃料包壳材料
，尤其涉及一种核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]当前第四代核能系统正在蓬勃发展，在核反应堆运行过程中，包壳材料处于非常恶劣的服役环境，燃料包壳管内壁要承受～
400℃
的高温裂变气体以及燃料膨胀带来的压力，而外壁要遭受高温高压
(280
～
350℃
，
10
～
16MPa)
冷却水的冲刷，此外还受到辐照
、
磨损
、
氧化和腐蚀等的综合作用
。
作为核反应堆安全的首道屏障，核燃料包壳能够防止核裂变产物的泄露，其完整性决定了反应堆能否正常
、
高效运行，因此对包壳材料实际应用提出严峻挑战
。
[0003]目前使用最广泛和成熟的商用核反应堆燃料包壳材料主要是
Zr
合金
。Zr
>合金综合性能优异，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料，其特征在于，由
SiC
f
‑
Zr
先驱丝经热等静压而得，所述
SiC
f
‑
Zr
先驱丝包括
SiC
纤维和沉积在所述
SiC
纤维表面的
Zr
合金涂层
。2.
根据权利要求1所述的核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料，其特征在于，所述
SiC
纤维的直径为
90
～
110
μ
m
，所述
Zr
合金涂层的厚度为
15
～
25
μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的核反应堆燃料包壳用事故容错型复合材料，其特征在于，所述
Zr
合金涂层为
Zr
‑4合金涂层或
Zr
‑2合金涂层
。4.
根据权利要求1或2所述的核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料，其特征在于，所述
SiC
纤维和
Zr
合金涂层之间还包括
Ti
层，所述
Ti
层的厚度为
200
～
2000nm。5.
权利要求1～4任意一项所述核反应堆燃料包壳用事故容错型复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以
Zr
合金靶为靶材，对
SiC
纤维进行磁控溅射，得到
SiC
f
‑
Zr
先驱丝；将所述
SiC
f
‑
Zr
先驱丝铺排后进行热等静压，得到所述核反应堆燃料包壳用高事故容错型复合材料
。6.
根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射采用对靶溅射，靶基距为
18
～
28cm
；所述
SiC
纤维平行排布，相邻
SiC
纤维的间距为
0.3
～
0.8mm
，所述
SiC
纤维固定于旋转架上，转速为4～6转
/
分钟
。7.
根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射包括依次进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：文懋，齐金磊，韩东亚，王龙鹏，张侃，郑伟涛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：