[发明专利]一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料及其制备方法，目的在于解决现有的陶瓷型二氧化铀存在导热性能的不足。本发明利用金属钼高熔点、高导热性和低中子吸收截面等优点，在二氧化铀原料粉中添入适量钼粉，并将粉坯在还原气氛下进行预烧结，大幅降低二氧化铀/钼复合燃料中高界面热阻化合物（钼的氧化物）含量，结合放电等离子体烧结方法，显著降低烧结温度，有效调控复合燃料的相界面结构，改善二氧化铀的导热性能。本发明能快速、高效地获得具有良好导热性的高致密二氧化铀/钼复合燃料，该燃料能作为轻水堆中事故容错核燃料，具有较好的应用前景，对于提高反应堆的安全性具有较好的应用价值。

主权项

1.一种二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备二氧化铀/钼金属陶瓷混合粉末按配比分别称取二氧化铀粉、高纯钼粉，混合，得到第一混合物；将第一混合物与二氧化锆磨球、研磨介质混合后，装入尼龙球磨罐中，并向球磨罐中充入氩气保护，进行湿法球磨，湿法球磨后的浆料依次经沉淀、干燥后，过筛，得到二氧化铀/钼混合粉末；(2)混粉成形将步骤(1)制备的二氧化铀/钼混合粉末装入粉末冶金模具中，进行模压成型，制得冷压坯；(3)还原气氛预烧结将步骤(2)制备的冷压坯进行还原气氛预烧结，得到二氧化铀/钼预烧结体；(4)放电等离子体烧结成型将步骤(3)制备的二氧化铀/钼预烧结体装入石墨模具中，进行放电等离子体烧结成型；(5)后处理将步骤(4)放电等离子体烧结后的复合材料进行脱模，即得二氧化铀/钼金属陶瓷复合燃料；所述步骤（ 1） 中，二氧化铀粉、钼粉的体积比为(85～97):(3～15)；步骤（ 4） 中，放电等离子体烧结的温度为1200℃‑1700℃，压力为20MPa～100MPa，真空度为10^‑2Pa～20Pa，时间为1min～30min。