[发明专利]铀-氢化锆和铀-氢化钇燃料芯块的闪速烧结制备方法

权利要求书

1.一种铀-氢化锆和铀-氢化钇燃料芯块的闪速烧结制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)通过熔炼、铸造工艺，获得主要成分为铀和锆以及铀和钇的两类铸锭；然后将获得的铸锭在氢化装置中进行适当氢化处理，分别制备出U-ZrH_x块体燃料以及U-YH_x块体燃料；最后将获得的铀-氢化锆或铀-氢化钇块体燃料机械破碎，并进一步球磨、筛分制成具有一定粒度的铀-氢化锆粉末或铀-氢化钇粉末，作为烧结原料备用；

(2)将步骤(1)中制得的粉末原料，直接松装入闪速烧结模具中，模具两端分别设置有电极，用于在闪速烧结过程中将电能和压力引入到粉末生坯中，压力装置与电极绝缘；两端电极分别通过导线连接到大功率直流脉冲电源上，将电能引入到粉末生坯中；所述闪速烧结模具内层由耐高温的氧化铝或氮化硼绝缘材料制成，外层由高温合金加工而成；

(3)粉末原料和电极装载完毕后，在电极两端施加100～1000MPa的压力，并开启大功率直流脉冲电源，利用电流流过粉末生坯中产生的瞬时焦耳热效应进行闪速烧结，烧结时间为5～60s；所述大功率直流脉冲电源在闪速烧结时提供的电流为700～5000A，电压为5～50V，频率为10～100kHz；

(4)闪速烧结时间达到后，关闭大功率直流脉冲电源，待样品冷却到室温后进行脱模，得到通过闪速烧结制备的U-ZrH_x或U-YH_x燃料芯块；所述通过闪速烧结制备的U-ZrHx或U-YHx燃料芯块，其直径为10～20mm，高度为1～50mm，致密度不低于99％，铀235质量分数为10％～90％，氢锆比x为1～2，氢钇比x为1～3。

2.根据权利要求1所述的一种铀-氢化锆和铀-氢化钇燃料芯块的闪速烧结制备方法，其特征在于，所述电极材质为石墨、高温合金或硬质合金。