放电等离子烧结包覆颗粒弥散燃料芯块的性能研究

TL352.2; 包覆颗粒弥散燃料是耐事故燃料研究的热点.采用放电等离子烧结制备包覆颗粒弥散燃料芯块,研究了烧结工艺对芯块性能的影响,并对芯块进行了物相检测、金相检测以及微观结构表征分析.研究发现,包覆颗粒弥散燃料芯块放电等离子烧结的最佳工艺为助烧剂添加量7％,在1 850 ℃、45 MPa下保温15 min,芯块相对密度可达98.5％;烧结后芯块为纯β相,表明SPS快速烧结能够较好地控制物相转变;在最佳工艺条件下获得的芯块中未观察到芯块中TRISO颗粒出现明显接触的现象,TRISO颗粒整体完整性较好;热冲击试验中,芯块在一次热冲击后表面未出现贯穿的微裂纹,保持较好的完整性.综上,放电等离子烧...

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Published in原子能科学技术 Vol. 57; no. 9; pp. 1810 - 1816
Main Authors 刘伟, 邵宗义, 刘文涛, 孟莹, 冯帅帅, 蔡振方
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中核北方核燃料元件有限公司,内蒙古包头 014035 20.09.2023
中核集团反应堆辐照特种元件制备工艺重点实验室,内蒙古包头 014035
Subjects
耐事故燃料
包覆颗粒弥散燃料
accident tolerant fuel
放电等离子烧结
spark plasma sintering
coated particle dispersed fuel
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ISSN1000-6931
DOI10.7538/yzk.2023.youxian.0210

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Summary:TL352.2; 包覆颗粒弥散燃料是耐事故燃料研究的热点.采用放电等离子烧结制备包覆颗粒弥散燃料芯块,研究了烧结工艺对芯块性能的影响,并对芯块进行了物相检测、金相检测以及微观结构表征分析.研究发现,包覆颗粒弥散燃料芯块放电等离子烧结的最佳工艺为助烧剂添加量7％,在1 850 ℃、45 MPa下保温15 min,芯块相对密度可达98.5％;烧结后芯块为纯β相,表明SPS快速烧结能够较好地控制物相转变;在最佳工艺条件下获得的芯块中未观察到芯块中TRISO颗粒出现明显接触的现象,TRISO颗粒整体完整性较好;热冲击试验中,芯块在一次热冲击后表面未出现贯穿的微裂纹,保持较好的完整性.综上,放电等离子烧结工艺可用于快速制备致密度高、无物相转变且抗热冲击性能良好的包覆颗粒弥散燃料芯块.
ISSN:1000-6931
DOI:10.7538/yzk.2023.youxian.0210