[發明專利]一種UB2

在審

• 申請號: 201911326647.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN113004046A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 劉建成;何勇;單宏祎;徐建川;康泰峰
• 申請（專利權）人: 中核北方核燃料元件有限公司
• 主分類號: C04B35/58
• 分類號: C04B35/58;C04B35/622;C04B35/653
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發明屬于硼化物陶瓷材料的制備技術領域，具體涉及一種UB₂陶瓷體的制備方法。包括以下步驟：步驟一：采用感應熔煉或電弧熔煉方法，將金屬鈾與硼混合，放置坩堝中，加熱或起弧熔煉，使其均勻反應，控制鈾硼反應速率，制備出二硼化鈾的鑄錠；步驟二：在手套箱中，采用金屬鈾材質的破碎工具，將鑄錠破碎，隨后放置在球磨機中，球磨制備出二硼化鈾粉末；步驟三：將粉末放入石墨模具中，并將裝有粉末的模具用一次性塑料膜進行包覆，隨后轉至熱壓燒結爐內；步驟四：采用熱壓燒結工藝，制備出陶瓷體；步驟五：采用線切割工藝，進行表面及四周加工。采用本發明制備出密度大于11.43g/cm³、表面光滑、單一物相的二硼化鈾陶瓷體。

技術領域

本發明屬于硼化物陶瓷材料的制備技術領域，具體涉及一種UB₂陶瓷體的制備方法。

背景技術

隨著核工業的不斷發展，貧鈾作為分離后的副產品與日俱增，我國的貧鈾儲量也在不斷擴大，鈾的硼化物以高熔點、穩定性好而開始受到重視，二硼化鈾具有屏蔽效果好且密度較低的優點，可能在未來復合屏蔽材料方面具有較大的應用前景，因此探索出UB₂陶瓷體的制備方法顯得尤其重要。

目前國外關于二硼化鈾的制備方法主要有：1)采用電弧熔煉的方法進行小批量試制；2)在感應加熱爐中采用1000～1250℃，進行加熱；3)采用二硼化鎂或六硼化鈣與鈾的氯化物在400～800℃長時間反應48h以上，制備出鈾硼化物與氯化鎂，再采用濕法進行分離，但具體詳細工藝流程未見公開報道，國內也未見其相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種UB₂陶瓷體的制備方法，實現較高密度的UB₂陶瓷體的制備。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種UB₂陶瓷體的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：二硼化鈾鑄錠制備：

采用感應熔煉或電弧熔煉方法，將金屬鈾與硼混合，放置坩堝中，加熱或起弧熔煉，使其均勻反應，控制鈾硼反應速率，制備出二硼化鈾的鑄錠；

步驟二：粉末制備：

在手套箱中，采用金屬鈾材質的破碎工具，將鑄錠破碎，隨后放置在球磨機中，球磨制備出二硼化鈾粉末；

步驟三：粉末裝爐：

將粉末放入石墨模具中，并將裝有粉末的模具用一次性塑料膜進行包覆，隨后轉至熱壓燒結爐內；

步驟四：高密度陶瓷體制備：

采用熱壓燒結工藝，制備出陶瓷體；

步驟五：機械加工：

采用線切割工藝，進行表面及四周加工。

所述的步驟一，加熱至1200～1300℃或起弧熔煉。

所述的步驟四，制備出密度大于11.43g/cm³的陶瓷體。

本發明所取得的有益效果為：

采用本發明制備出密度大于11.43g/cm³、表面光滑、單一物相的二硼化鈾陶瓷體。完成了單一二硼化鈾鑄錠的制備，然后制粉熱壓燒結，最終制備出圓柱形的UB₂陶瓷體。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。

本發明所述UB₂陶瓷體的制備方法包括以下步驟：

步驟一：二硼化鈾鑄錠制備