[發明專利]一種耐高溫抗輻照核場用合金及制備方法和用途

有效

• 申請號: 201611171962.9
• 申請日: 2016-12-17
• 公開（公告）號: CN106756378B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 薄新維;劉奇;陳德茂;王小宇;蔣春東;何浩然;劉成超
• 申請（專利權）人: 重慶材料研究院有限公司
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C30/00;C22C1/04;B22F9/22;B22F3/04;B22F3/10
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿

本發明公開了一種耐高溫抗輻照合金及其制備方法及應用，還公開了一種采用這種合金制備的核場載料盤，這種耐高溫抗輻照合金的強度、硬度和熔點提高顯著，具有良好的高溫穩定性和高溫抗蠕變性能，制備的核場載料盤在核場高溫環境下具有變形量小、多層重疊不易粘連的優點，能有效保證燒結環境的純度。

技術領域

本發明涉及材料領域，特別涉及一種耐高溫抗輻照核場用合金及制備方法和用途。

背景技術

隨著人類生活水平的不斷提高，對能源特別是電能的需求量逐年增加。目前電能主要通過火力發電、水力發電、風力發電、太陽能發電、核能發電等途徑獲取。因環保需求，火力發電所占比重越來越小，而水力發電、風力發電和太陽能發電季節性變化明顯，發電量不穩定，應用區域受限。比較而言，核能發電占用空間少、發電效率高、發電量穩定，因此得到迅猛發展。

核電站發電核心區域溫度高，有強烈的輻照，對核場內使用的器材性能要求嚴格。如，目前核場使用的用于盛料的載料盤，采用鉬材質制成，其熔點較低、蒸氣壓較大，制成的載料盤強度較低，在高溫下易變形，多層疊放并裝載物料，經過高溫燒結后易發生粘連，導致在放射性元素隔離環境中取放料異常困難。

難熔金屬如鎢(W)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、錸(Re)具有高熔點、高硬度、高強度、高密度、高的再結晶溫度、低的蒸氣壓、低的電子逸出功等特性，能耐受強烈輻射照射并屏蔽輻照，非常適于高溫核場領域的應用，同時，高熔點和低蒸汽壓為制備高純度燒結材料提供了保障。

因此，如何大幅度提高合金在核場高溫環境中的耐高溫、耐輻照性能，使制備加工的燒結容器強度高、硬度大、抗粘連性強，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種耐高溫抗輻照核場用合金及制備方法和用途，這種合金的強度、硬度和熔點提高顯著，具有良好的高溫穩定性和高溫抗蠕變性能，制備的核場載料盤在核場高溫環境下具有變形量小、多層重疊不易粘連的優點，能有效保證燒結環境的純度。

本發明的目的之二是提供一種核場載料盤，這種核場載料盤耐高溫、抗輻照性能強，飽和蒸汽壓低，能有效保證燒結環境的純度。

實現本發明目的之一的技術方案是：一種耐高溫抗輻照合金，各組分的重量百分比為：

錸 5～25%；

鉬 10～40%；

添加元素 0～0.5%；

余量為鎢。

上述耐高溫抗輻照合金的優選方案是，各組分的重量百分比為：

錸 5～25%；

鉬 10～30%；

添加元素 0.1~0.4%；

余量為鎢。

上述合金中的添加元素為強韌化元素鑭、鈰、釔、鋯、鉿中的任意一種或幾種。

制備上述耐高溫抗輻照合金的方法，有以下步驟：

1）制備預合金粉：

按上述任一所述配比取各組分，制粉后混勻，在800～1200℃恒溫環境下，以氫氣作為還原劑還原，得預合金粉；

2）成型：

將步驟1）所得預合金粉采用等靜壓成型工藝，壓制得到坯錠；

3）燒結：

在保護氣氛下，將步驟2）所得坯錠采用中頻感應加熱，分為三個加熱階段，

第一加熱階段，在1300～1400℃保溫2～3h，