【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核燃料元件制造领域，特别是涉及一种多孔结构可控的u-10zr 金属型核燃料制备方法。
技术介绍
1、在快堆金属燃料中，以铀锆合金性能为最好，其中锆含量为10wt％的合金由于高热导率、加工简单、铀密度高和易于后处理等特点，被认为是一种很有前途的金属块中子增值反应堆的核燃料。
2、目前，多孔u-10zr金属型核燃料制备主要采用粉末冶金方法，包括如下步骤：对粉末压制后，通过调控温度和时间来得到直径小于10um的闭合圆形小孔。 u-10zr金属型核燃料的孔隙特性主要取决于采用的方法工艺和粉末的粒度。目前，粉末粒度是通过采用多次氢化脱氢和机械研磨来控制，压制成型采用等冷静压方法制备预制体，再采用真空烧结，进一步调控温度、时间获得多孔u-10zr 金属型核燃料所需的孔隙。在粉末制备过程中，需要多次氢化脱氢和长时间的机械研磨才能获得相对均匀的一定粒度的粉末，且成型采用等静压方法，相对来说，粉末制备、成型方法过程繁琐，时间较长，效率低下，且模具使用寿命相对较短，燃料尺寸控制不够精确，还需进一步处理。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种多孔结构可控的u-10zr金属型核燃料的制备方法，该方法能够快速简单的获得均匀u-10zr合金粉末，同时成型过程也相对简单，可高效的实现多孔结构u-10zr金属型核燃料的制备。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种多孔结构可控的u-10zr金属型核燃料的制备方法，包括如下步骤
4、1、用循环氢化脱氢法将u-10zr合金薄片制备成u-10zr合金粉末；
5、2、将u-10zr合金粉末过筛后用模具压制成型，得到预制体；
6、3、将预制体真空烧结，得到多孔结构可控的u-10zr金属型核燃料。
7、在其中一个实施例中，步骤1之前还包括：将u-10zr合金切成2-3mm厚的 u-10zr合金薄片，分别经稀硝酸、蒸馏水和无水乙醇清洗。
8、进一步地，所述稀硝酸浓度为5-10wt％。
9、进一步地，步骤1具体包括如下步骤：将u-10zr合金薄片在0.16mpa通氢压力和200-300℃下氢化2-3h，然后在500-700℃下脱氢3-5h，完成一次氢化脱氢，氢化脱氢循环多次，得到u-10zr合金粉末。
10、进一步地，步骤2中，u-10zr合金粉末不经过机械研磨，在低湿低氧的手套箱中经50目、100目和200目过筛后，调控得到粉末d90＜100um。
11、d90，指的是累积粒度分布百分数达到90％所对应的粒径值，它的物理意义粒径小于它的颗粒占90％，是颗粒的个数占总颗粒数的占比。
12、进一步地，步骤2中，手套箱中水含量≤100ppm，氧浓度≤100ppm。
13、进一步地，步骤2中，将过筛后的的u-10zr合金粉末装入模具中，在 10-30mpa压力下压制，压制完成后将生坯从模具中脱出，制成预制体。可实现核燃料尺寸的精确控制。
14、进一步地，步骤2中，所述模具为内套式硬质合金模具。
15、进一步地，步骤3具体包括如下步骤：将预制体在真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温度为900-1200℃，烧结时间为2-6h，制备出总孔隙率在10％-30％，直径在5-10um的圆形孔隙。
16、在其中一个实施例中，所述多孔结构可控的u-10zr金属型核燃料的制备方法，包括如下步骤：
17、1、将u-10zr合金切成3mm厚的u-10zr合金薄片，分别经稀硝酸、蒸馏水和无水乙醇清洗，稀硝酸浓度为5wt％，然后转至氢化脱氢炉内；
18、2、将u-10zr合金薄片在0.16mpa通氢压力和250℃下氢化2.5h，然后在 550℃下脱氢4h，完成一次氢化脱氢，氢化脱氢循环两次，得到u-10zr合金粉末；
19、3、将u-10zr合金粉末依次经过50目、100目和200目过筛后，调控得到粉末d90＜100um，装入内套式硬质合金模具中，在20mpa压力下压制，压制完成后将生坯从硬质合金模具中脱出，制成预制体；
20、4、将预制体在真空度1×10-2pa烧结炉内进行烧结，烧结温度为1100℃，烧结时间为5h，制备出总孔隙率为10％，直径在5um的圆形孔隙。
21、本专利技术的有益技术效果：
22、本专利技术的多孔结构可控的u-10zr金属型核燃料的制备方法，快速简单的获得均匀u-10zr合金粉末，同时成型过程也相对简单，可高效的实现多孔结构u-10zr金属型核燃料的制备，制备得到的u-10zr金属型核燃料孔隙直径在5-10 um的闭合圆形小孔，总孔隙率在10-30％。
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1.一种多孔结构可控的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤1之前还包括：将U-10Zr合金切成2-3mm厚的U-10Zr合金薄片，分别经稀硝酸、蒸馏水和无水乙醇清洗。
3.根据权利要求2所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，所述稀硝酸浓度为5-10wt％。
4.根据权利要求2所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤1具体包括如下步骤：将U-10Zr合金薄片在0.16MPa通氢压力和200-300℃下氢化2-3h，然后在500-700℃下脱氢3-5h，完成一次氢化脱氢，氢化脱氢循环多次，得到U-10Zr合金粉末。
5.根据权利要求4所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤2中，U-10Zr合金粉末不经过机械研磨，在低湿低氧的手套箱中经50目、100目和200目过筛后，调控得到粉末D90＜100um。
6.根据权利要求5所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于
7.根据权利要求5所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤2中，将过筛后的U-10Zr合金粉末装入模具中，在10-30MPa压力下压制，压制完成后将生坯从模具中脱出，制成预制体。
8.根据权利要求7所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述模具为内套式硬质合金模具。
9.根据权利要求7所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤3中，U-10Zr金属型核燃料的总孔隙率在10％-30％，直径在5-10um的圆形孔隙。
10.根据权利要求7所述的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，所述多孔结构可控的U-10Zr金属型核燃料的制备方法，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多孔结构可控的u-10zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的u-10zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤1之前还包括：将u-10zr合金切成2-3mm厚的u-10zr合金薄片，分别经稀硝酸、蒸馏水和无水乙醇清洗。
3.根据权利要求2所述的u-10zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，所述稀硝酸浓度为5-10wt％。
4.根据权利要求2所述的u-10zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤1具体包括如下步骤：将u-10zr合金薄片在0.16mpa通氢压力和200-300℃下氢化2-3h，然后在500-700℃下脱氢3-5h，完成一次氢化脱氢，氢化脱氢循环多次，得到u-10zr合金粉末。
5.根据权利要求4所述的u-10zr金属型核燃料的制备方法，其特征在于，步骤2中，u-10zr合金粉末不经过机械研磨，在低湿低氧的手套箱中经50目、100目和20...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺进明，隋政，赵瑞瑞，杜江平，董青，杜艳华，刘建成，郭洪，刘伟，
申请(专利权)人：中核北方核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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