[发明专利]一种基于3D打印的轴向电阻连续可控合金板及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于3D打印的轴向电阻连续可控的合金板，由两种或多种电导率不同的金属粉末或陶瓷粉末沿某一方向以连续变化的比例混合并采用3D打印得到，使所述合金板沿某一方向的电阻率连续变化。实现合金板根据设计需要，沿轴向方向的电阻率各段按一定的曲线连续变化，从而在模拟燃料组件使发热时，其沿轴向即可实现发热量的连续变化，模拟结果更加准确。

技术领域

本发明涉及反应堆热工水力和工程热物理技术领域，具体涉及一种基于3D打印的轴向电阻连续可控合金板及制备方法。

背景技术

在某些研究型反应堆或换热器中，会用到板型燃料元件或板式换热器，针对这些结构开展热工水力实验中需要模拟其发热或冷却特征，一般会采用金属板来模拟燃料元件发热。但是由于板型燃料元件沿轴向方向的发热是不均匀的，而对于均匀厚度的金属平板而言其电阻沿长度方向是均匀的，因此采用现有的金属平板来模拟燃料元件的发热得到的结果是不准确的。故而需要改变金属板沿某一方向上的电阻，使其电阻沿需求方向按一定的要求变化实现不均匀发热，进而与板型燃料元件相应，得到准确的模拟发热效果。

基于此，提出本专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的金属板模拟燃料元件的发热性能不准确，目的在于提供一种基于3D打印的轴向电阻连续可控合金板及制备方法，解决了现有金属板由于在长度方向电阻均匀导致其无法模拟板型燃料元件在需求方向上的不均匀发热性能的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明的第一个目的是提供一种基于3D打印的轴向电阻连续可控的合金板，由两种或多种电导率不同的金属粉末或陶瓷粉末沿某一方向以连续变化的比例混合并采用3D打印得到，使所述合金板沿某一方向的电阻率连续变化。

优选地，由两种或多种电导率不同的金属粉末或陶瓷粉末沿长度方向以连续变化的比例混合、在长度方向的同一截面上以相同的比例混合并采用3D打印得到，使所述合金板沿长度方向的电阻率连续变化、在垂直于长度方向的同一截面上的电阻率相等。

优选地，所述合金板使用电阻率不同的金属粉末、陶瓷粉末混合并采用3D打印得到。

优选地，所述金属粉末为不锈钢粉末，所述陶瓷粉末为ZrO₂粉末。

优选地，所述不锈钢粉末为321不锈钢粉末。

本发明的第二个目的是提供一种基于3D打印的轴向电阻连续可控的合金板的制备方法，由两种或多种电导率不同的金属粉末或陶瓷粉末沿某一方向以连续变化的比例混合并采用3D打印得到，使所述合金板沿某一方向的电阻率连续变化。

优选地，由两种或多种电导率不同的金属粉末或陶瓷粉末沿长度方向以连续变化的比例混合、在长度方向的同一截面上以相同的比例混合并采用3D打印得到，使所述合金板沿长度方向的电阻率连续变化、在垂直于长度方向的同一截面上的电阻率相等。

优选地，所述合金板使用电阻率不同的金属粉末、陶瓷粉末混合打印得到。

优选地，所述金属粉末为不锈钢粉末，所述陶瓷粉末为ZrO₂粉末。

优选地，所述3D打印包括如下步骤：

(1)将待打印的合金板模型切片、分层、导入到3D打印设备上；

(2)调试打印平台、设定打印参数；

(3)将按照一定比例混合好的混合粉末铺粉，使沿电阻率连续变化方向铺设的混合粉的混合比例沿此方向连续变化，使垂直于电阻率连续变化方向的同一截面上铺设的混合粉各处的混合比例相等，沿电阻率连续变化的方向进行扫描、打印，得到合金板。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：