[發明專利]氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法

有效

• 申請號: 201310403675.6
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103466568A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 尹邦躍;屈哲昊
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C01B21/06
• 分類號: C01B21/06;G21C3/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，包括以下步驟：

（1）純金屬鈾塊表面凈化處理；

（2）循環氫化-脫氫法制備金屬鈾粉末：使步驟（1）的純金屬鈾塊在0.1～0.2MPa氫氣中于150～300℃下發生氫化反應2～16h，然后真空脫氫，循環氫化-脫氫若干次，得到金屬鈾粉末；

（3）金屬鈾粉末氮化：使步驟（2）得到的金屬鈾粉末在0.1～0.3MPa氮氣中于200～600℃下發生氮化反應6～24h，完成氮化反應后抽真空，冷卻，得到三氮化二鈾粉末；?

（4）燒結：將步驟（3）得到的三氮化二鈾粉末置入模具中，脫氮；脫氮后抽真空，向模具上加壓30～60MPa，在1450～1620℃下燒結?1～2h，冷卻后得到UN陶瓷芯塊。

2.根據權利要求1所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，對將金屬鈾塊進行表面處理時，先用砂紙打磨，再用稀硝酸除去表面氧化膜，之后用無水乙醇洗滌，干燥后即進入下一步。

3.根據權利要求1所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，氫化反應溫度為200～250℃，氫化反應時間為5～10h。

4.根據權利要求3所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，真空脫氫溫度為450～500℃，真空脫氫時間為1～3h，脫氫真空度為10～50Pa。

5.根據權利要求1、3或4所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，循環氫化-脫氫次數4～9次，得到的金屬鈾粉末的中位粒度為18～38μm。

6.根據權利要求1或3所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，氮化反應溫度為300～400℃，氮化反應時間為6～10h。

7.根據權利要求1所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，模具采用內壁涂覆Y₂O₃涂層的石墨模具。

8.根據權利要求1或7所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，脫氮時，脫氮溫度為1100～1300℃，脫氮時間為0.5～1h。

9.根據權利要求8所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，燒結溫度為1500～1550℃，加在模具上的壓力為40～50MPa。

10.根據權利要求1所述的氮化鈾燃料粉末和芯塊的制備方法，其特征在于，步驟（4）得到的UN陶瓷芯塊的密度為93.5～98.9%理論密度。