[發明專利]一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法

有效

• 申請號: 201810100308.1
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108447576B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 李冰清;楊振亮;高瑞;張鵬程;褚明福;唐浩;鐘毅;劉徐徐;段麗美;黃奇奇;王志毅
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: G21C21/02
• 分類號: G21C21/02
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王世權

1.一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法，其特征在于，按體積比49～1:1的比例取二氧化鈾粉末與MAX相粉末，將二氧化鈾粉末在200-600MPa造粒、過20-50目篩，在球磨罐中自研磨球化處理6-12h，轉速100-300r/min，得到二氧化鈾顆粒；再將得到的二氧化鈾顆粒與MAX相粉末在球磨罐中混合0.5-3h，轉速50-200r/min，使MAX相粉末包覆在二氧化鈾小球表面；

將得到的混合物采用氣氛燒結、熱壓燒結或放電等離子體燒結，燒結完成后取料加工成型，得到芯塊。

2.根據權利要求1所述的一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法，其特征在于，所述二氧化鈾粉末中²³⁵U富集度為1％-19％，氧鈾比為1.95-2.15，粒徑為1-50μm。

3.根據權利要求2所述的一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法，其特征在于，所述MAX相粒徑為50nm-40μm，且MAX相為312系化合物、211系化合物或413系化合物；所述312系化合物為Ti₃SiC₂或Ti₃AlC₂。

4.根據權利要求3所述的一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法，其特征在于，所述211系化合物為Ti₂AlC、Ti₂AlN，所述413系化合物為Ti₄AlC₃。

5.根據權利要求1～4任一項所述的一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法，其特征在于，當燒結方式為氣氛燒結時，其步驟是先將混合物在100-300MPa的壓強下模壓成型，得到UO₂-MAX相素坯；再將素坯置于氣氛燒結爐中進行燒結，設定燒結條件為：以5-10℃/min的速率升溫至1500℃，然后以1-5℃/min的速率升溫至1600-1800℃，保溫1-7h，最后爐冷至100℃以下開爐取料；所述燒結過程和冷卻過程氣氛為H₂，且H₂流量為0.1-2L/min。

6.根據權利要求5所述的一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法，其特征在于，當燒結方式為熱壓燒結時，其步驟是先將混合物裝入石墨模具中，燒結條件如下：首先以5-20℃/min的升溫速率升溫至1450℃，之后以2-10℃/min的升溫速率升溫至1500-1800℃；保溫0.5-2h后爐冷至100℃以下開爐取料；燒結過程全程施以30-100MPa的恒壓，并采用高純氬氣保護。

7.根據權利要求6所述的一種MAX相改進型二氧化鈾芯塊的制備方法，其特征在于，當燒結方式為放電等離子體燒結時，其步驟是先將混合物裝入石墨模具中，燒結條件如下：首先以100-200℃/min的升溫速率升溫至1100℃，之后以50-100℃/min的升溫速率升溫至1200-1600℃，保溫1-30min，之后爐冷至100℃以下開爐；燒結過程全程施以30-50MPa的恒壓，并采用高純氬氣保護。