[發(fā)明專利]一種多層包殼管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110880370.9
• 申請(qǐng)日: 2021-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113571209B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉強(qiáng);衛(wèi)沖;張淞彬;鄭策;彭標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G21C3/07
• 分類(lèi)號(hào): G21C3/07;B05D7/24;B05D7/00;B05D5/00
• 代理公司: 西安凱多思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 高凌君

1.一種多層包殼管，其特征在于：包括金屬M(fèi)o內(nèi)層、具有Mo梯度含量的中間層以及SiC_f/SiC復(fù)合材料外層；

所述具有Mo梯度含量的中間層包括至少兩層Mo-Si中間層、或至少兩層Mo-SiC中間層、或至少一層Mo-Si中間層和至少一層Mo-SiC中間層；各個(gè)中間層的Mo所占摩爾分?jǐn)?shù)由內(nèi)側(cè)向外側(cè)逐漸降低。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多層包殼管，其特征在于：

所述SiC_f/SiC復(fù)合材料外層由環(huán)向編織預(yù)制體內(nèi)層與正交編織預(yù)制體外層構(gòu)成，其中環(huán)向編織預(yù)制體內(nèi)層厚度為0.1-0.2mm，正交編織預(yù)制體外層厚度為0.5-1mm；且所述SiC_f/SiC復(fù)合材料外層的界面為熱解炭PyC界面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多層包殼管，其特征在于：

所述具有Mo梯度含量的中間層厚度為100-200μm；

其中，靠近金屬M(fèi)o內(nèi)層一側(cè)的中間層Mo所占摩爾分?jǐn)?shù)為95％-75％；

靠近SiCf/SiC復(fù)合材料外層一側(cè)的中間層Mo所占摩爾分?jǐn)?shù)為25％-5％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述多層包殼管，其特征在于：

所述金屬M(fèi)o內(nèi)層的厚度為0.3-0.5mm。

5.權(quán)利要求1-4任一所述多層包殼管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)以體積分?jǐn)?shù)為40％-70％的去離子水、體積分?jǐn)?shù)為1％-5％的分散劑、體積分?jǐn)?shù)為30％-50％的混合粉料為原料依次配置Mo所占摩爾分?jǐn)?shù)不同且呈梯度的混合漿料，混合后分別球磨至形成均勻分散的懸浮液；

所述混合粉料由Mo-Si或者M(jìn)o-SiC構(gòu)成；

2)在潔凈Mo管材表面按照Mo所占摩爾分?jǐn)?shù)由高到低的順序依次涂敷相應(yīng)的懸浮液，且每涂完一層，冷凍干燥12-24h；

3)在步驟2)得到的管材表面進(jìn)行激光熔覆；

4)在步驟3)得到的管材表面環(huán)向編織1-2層SiC預(yù)制體；

5)以二甲苯為溶劑，聚碳硅烷(PCS)為溶質(zhì)，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％-70％的聚碳硅烷溶液，溶液攪拌至均勻，并將步驟4)得到的管材豎直浸入聚碳硅烷溶液中，以5-10mm/s的速度向上提拉該管材；

6)在步驟5)得到的管材表面正交編織3-5層SiC預(yù)制體；

7)在步驟6)得到的管材上沉積熱解碳界面；

8)將步驟7)得到的管材外層SiC纖維預(yù)制體制成SiC_f/SiC復(fù)合材料，得到核燃料多層包殼管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述多層包殼管的制備方法，其特征在于：

步驟3)中，所述激光熔覆的參數(shù)為：功率75-200w，掃描速度15-50mm/s。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述多層包殼管的制備方法，其特征在于：

步驟4)中，所述環(huán)向編織的參數(shù)為：SiC纖維線密度為100-200Tex，編織角度為0°，編織厚度為0.1-0.2mm，纖維體積分?jǐn)?shù)為20％-50％。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述多層包殼管的制備方法，其特征在于：

步驟6)中，所述正交編織參數(shù)為：SiC纖維線密度為100-200Tex，編織角度為0°/90°，編織厚度為0.5-1mm，纖維體積分?jǐn)?shù)為20％-50％。