System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法技术_技高网

一种UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法技术

技术编号:40078704 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-17 02:05
一种UN‑BN复合可燃毒物芯块制造方法,包括以下步骤:提供基体UN粉末和可燃毒物BN粉末,将AlN粉末与UN粉末、BN粉末混合,球磨混合得到混合粉末;将混合粉末烘干并过筛,加入粘结剂冷压成型得到预制坯料;将预制坯料在1800℃‑1950℃下真空烧结0.5h‑1.5h,得到成品芯块。该方法设备需求简单,生产成本低,有利于UN可燃毒物芯块的规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核电领域,具体涉及一种un-bn复合可燃毒物芯块制造方法。


技术介绍

1、在商用核电站中,为了实现核燃料一次加注长期稳定运行,需要在燃料芯块中添加中子毒物以降低裂变反应开始阶段的反应效率,以避免浓缩铀进入超临界状态。在燃料芯块反应一端时间后,中子毒物逐渐消耗,铀的反应效率逐渐提高,从而实现反应堆的稳定运行。目前,商用轻水堆燃料芯块多采用氧化铀制造,目前在含有中子毒物的芯块制造方法也集中于氧化铀芯块。但是氧化铀存在导热率低、铀密度低的缺点,不利于核电站安全水平和燃料利用效率的提高。un具有导热率性能好、铀密度高的优势,被认为是新一代核燃料芯块材料的良好选择。而现有的针对氧化铀的含有中子毒物的芯块制造工艺并不能很好地适配与un。因此,提供一种复合可燃毒物的un芯块制造方法具有很高的实用价值。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供过一种un-bn复合可燃毒物芯块制造方法,在无压条件下制备含有中子毒物的un芯块。

2、根据本专利技术的实施例,提供一种un-bn复合可燃毒物芯块制造方法,该方法包括以下步骤:提供基体un粉末和可燃毒物bn粉末,将aln粉末与所述基体un粉末与可燃毒物bn粉末混合,球磨混合得到混合粉末;将所述混合粉末过筛,加入粘结剂并装入模具冷压成形,得到预制坯料,其中所述模具表面涂覆有bn粉末;将所述预制坯料放入真空烧结炉中,以1800℃-1950℃烧结0.5h-1.5h,得到成品芯块。

3、该方法能够解决un毒物芯块烧结困难的问题,通过添加bn作为可燃毒物,以aln作为烧结助剂具有与bn相似的结构以及较低的熔点,能够在常压条件下烧结过程中形成液相,浸润在粉体间隙中从而得到高致密度的可燃毒物芯块;而bn在作为燃料毒物的同时,还能够对un晶粒晶界的扩张起到抑制作用,降低烧结得到的un芯块的经理尺寸,使芯块形成更高的致密度和更好的力学性能。

4、进一步地,在部分实施例中,在球磨混合时向所述基体un粉末、可燃毒物bn粉末及aln粉末中加入无水乙醇作为介质,并在过筛前烘干。无水乙醇介质能够增强粉末的流动性,提高粉末混合的均匀度。

5、进一步地,在部分实施例中,在球磨混合时磨球与粉末的质量比为2.5:1-3:1;无水乙醇与粉末的质量比为3:10-5:10。

6、进一步地,在部分实施例中,球磨混合时间为8h-12h,球磨转速为240-300rpm。

7、进一步地,在部分实施例中,所述混合粉末过筛的目数为80-120目。

8、进一步地,在部分实施例中,冷压成形过程中,压力范围为20mpa-35mpa,保压时间为5min-10min。

9、进一步地,在部分实施例中,所述预制坯料的密度为55%-65%t.d.,其中t.d.为理论密度。

10、进一步地,在部分实施例中,烧结过程中升温速率为8-12℃/min。

11、进一步地,在部分实施例中,烧结完成后以8-15℃/min的速率降温至800℃-1000℃,随炉冷却至室温。

12、进一步地,在部分实施例中,所述可燃毒物bn粉末所占体积分数比例为5%-40%。

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【技术保护点】

1.一种UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,在球磨混合时向所述基体UN粉末、可燃毒物BN粉末及AlN粉末中加入无水乙醇作为介质,并在过筛前烘干。

3.根据权利要求2所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,在球磨混合时磨球与粉末的质量比为2.5:1-3:1;无水乙醇与粉末的质量比为3:10-5:10。

4.根据权利要求1或2或3所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,球磨混合时间为8h-12h,球磨转速为240-300rpm。

5.根据权利要求1或2或3所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,所述混合粉末过筛的目数为80-120目。

6.根据权利要求1或2或3所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,冷压成形过程中,压力范围为20MPa-35MPa,保压时间为5min-10min。

7.根据权利要求6所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,所述预制坯料的密度为55%-65%T.D.,其中T.D.为理论密度。

8.根据权利要求1或2或3所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,烧结过程中升温速率为8-12℃/min。

9.根据权利要求1或2或3所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,烧结完成后以8-15℃/min的速率降温至800℃-1000℃,随炉冷却至室温。

10.根据权利要求1或2或3所述的UN-BN复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,所述可燃毒物BN粉末所占体积分数比例为5%-40%。

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【技术特征摘要】

1.一种un-bn复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的un-bn复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,在球磨混合时向所述基体un粉末、可燃毒物bn粉末及aln粉末中加入无水乙醇作为介质,并在过筛前烘干。

3.根据权利要求2所述的un-bn复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,在球磨混合时磨球与粉末的质量比为2.5:1-3:1;无水乙醇与粉末的质量比为3:10-5:10。

4.根据权利要求1或2或3所述的un-bn复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,球磨混合时间为8h-12h,球磨转速为240-300rpm。

5.根据权利要求1或2或3所述的un-bn复合可燃毒物芯块制造方法,其特征在于,所述混合粉末过筛的目数为80-120目。

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:张鑫涛尤䶮陆辉丁捷张满金大力申越
申请(专利权)人:上海核工程研究设计院股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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