[發明專利]包括金屬納米材料層的核燃料棒包殼

有效

• 申請號: 201480061880.1
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN105793451B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 米哈伊·波普·G.m.;布萊恩·洛卡曼;勞倫斯·拉曼納;加里·加納
• 申請（專利權）人: 法馬通股份有限公司
• 主分類號: C22C16/00
• 分類號: C22C16/00;C22F1/00;G21C3/07;G21C21/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1. 一種核燃料包殼，其包括：

基體包殼；和

沉積在所述基體包殼的表面上的至少一層納米材料層，所述納米材料層的平均晶粒尺寸在5至400納米之間，其中所述至少一層納米材料層包括兩層納米材料層，其各自具有不同的組成，所述兩層納米材料層中的一層包括多個金屬納米顆粒，且所述兩層納米材料層中的另一層包括多個陶瓷納米顆粒，其中所述納米材料層的厚度為所述基體包殼的平均晶粒尺寸的二至一百倍。

2.根據權利要求1所述的核燃料包殼，其中所述納米材料層通過電化學沉積來形成。

3.根據權利要求1所述的核燃料包殼，其中所述基體包殼由鋯合金形成。

4.根據權利要求1所述的核燃料包殼，其中所述基體包殼的表面被納米結構化并且所述納米材料層形成在所述納米結構化的表面上。

5.根據權利要求1所述的核燃料包殼，其中所述基體包殼的平均晶粒尺寸在4至70μm之間。

6. 一種核燃料棒，其包括：

核燃料丸粒；和

包住所述核燃料丸粒的根據權利要求1所述的核燃料包殼。

7.一種核反應堆，其包括根據權利要求6所述的核燃料棒。

8.一種核燃料包殼的制造方法，其包括：

將納米顆粒沉積在基體包殼上從而形成至少一層納米材料層，所述納米顆粒的平均晶粒尺寸在5至400納米之間，其中所述至少一層納米材料層包括兩層納米材料層，其各自具有不同的組成，所述兩層納米材料層中的一層包括多個金屬納米顆粒，且所述兩層納米材料層中的另一層包括多個陶瓷納米顆粒，其中所述納米材料層的厚度為所述基體包殼的平均晶粒尺寸的二至一百倍。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述沉積包括：將所述納米顆粒電化學沉積在所述基體包殼上。

10.根據權利要求8所述的方法，其中所述沉積包括：

將所述基體包殼活性化，以致除去基體包殼的原始表面層；

在除去所述原始表面層之后，將預成膜層形成在所述基體包殼上；并且

將所述納米顆粒電化學沉積在所述預成膜層上。

11.根據權利要求10所述的方法，其中將所述納米顆粒電化學沉積在所述預成膜層上包括：添加添加劑，從而通過防止晶體生長超過預定的上限來限制所述納米材料層的晶粒尺寸。

12.根據權利要求8所述的方法，其中所述基體包殼由鋯合金形成。

13.根據權利要求8所述的方法，其進一步包括：在將所述納米顆粒沉積在所述基體包殼上之前，將所述基體包殼納米結構化。