[发明专利]一种包覆燃料颗粒的压碎强度的测试方法

权利要求书

1.一种包覆燃料颗粒的压碎强度的测试方法，所述包覆燃料颗粒由内而外依次包括：燃料核芯、缓冲层、内致密热解碳层、陶瓷球壳、外致密热解碳层，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

S₁：对所述包覆燃料颗粒进行第一次高温氧化处理，以去除外致密热解碳层；

S₂：对去除了外致密热解碳层的包覆燃料颗粒的陶瓷球壳进行激光打孔，即在所述陶瓷球壳的表面开微米级的小孔，深度大于所述陶瓷球壳的厚度；

S₃：对已完成激光打孔的包覆燃料颗粒进行第二次高温氧化处理，以去除内致密热解碳层和缓冲层；以及

S₄：在材料试验机上测试经过上述处理的包覆燃料颗粒的压碎强度值。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述陶瓷球壳的材料选自碳化硅、碳化锆、碳化硼中的一种。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤S₁和步骤S₃中，碳化硅球壳的高温氧化处理温度范围为400～1200℃，碳化锆球壳的高温氧化处理温度范围为400～700℃，碳化硼球壳的高温氧化处理温度范围为400～600℃。

4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤S₁和步骤S₃中，高温氧化处理的时间由内、外致密热解碳层的厚度、一次热处理颗粒数量以及氧气的含量确定。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S₂还包括：提供一具有点阵排列的凹坑的模板，将已去除外致密热解碳层的包覆燃料颗粒置于该模板的凹坑中实现自动化定位。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤S₂中通过控制激光的能量和激光斑点的大小，在所述陶瓷球壳的表面开微米级的小孔，深度大于所述陶瓷球壳的厚度。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括在第一次高温氧化处理和激光打孔之间增加清洁步骤。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述清洁步骤包括：将经过第一次高温氧化处理后的包覆燃料颗粒经丙酮、去离子水和乙醇超声波清洗后，在干燥箱烘干。

9.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述第二次高温氧化处理的时间大于第一次高温氧化处理的时间。

10.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将一定数量的包覆燃料颗粒置于氧化铝坩埚中，并放置于高温氧化炉内，通入空气流量为20～100L/h，升温至400～1200℃，保温5～20h后，降温取样；

2)在模板上先激光制备点阵排列的凹坑，然后将经过第一次高温氧化处理的包覆燃料颗粒撒在所述模板的凹坑内，调束斑的大小和能量，在陶瓷球壳的表面获得直径是1～10μm的小孔；

3)将经过激光打孔的包覆燃料颗粒置于氧化铝坩埚中，并放置于高温氧化炉内，在空气气氛下升温至400～1200℃，保温5～20h后，降温取样；以及

4)取一定数量的样品，在材料试验机上测试并记录每个包覆燃料颗粒的压碎强度值。