[发明专利]用于核反应堆紧急落棒的磁控连接件及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于核反应堆紧急落棒的磁控连接件，所述磁控连接件安装在驱动机构(1)和控制棒(3)之间，该磁控连接件包括通过磁性吸合力连接的上连接件(2a)和下连接件(2b)，上连接件(2a)与驱动机构(1)相连，下连接件(2b)与控制棒(3)相连，其特征在于：

上连接件(2a)是Sm(Co，Fe)基温度感知合金制备的永磁体，下连接件(2b)是Fe(Co，Ni)基居里点合金制备的软磁体，根据核反应堆的实际工作状况调整上、下连接件的成分，得到所需的吸合力和下连接件的居里点温度。

2.根据权利要求1所述的磁控连接件，其特征在于：所述上连接件(2a)的居里点温度高于下连接件(2b)的居里点温度。

3.根据权利要求1所述的磁控连接件，其特征在于：所述Sm(Co，Fe)基温度感知合金的化学成分按质量百分比为：Sm 25-30％、Fe 5-14％、Cu 5-8％、Zr 1-4％、余量为Co。

4.根据权利要求1所述的磁控连接件，其特征在于：所述Fe(Co，Ni)基居里点合金的化学成分按质量百分比为：Co 0-40％、Ni 25-55％、Mn 0-2.0％、Cu 0-1.0％、余量为Fe。

5.根据权利要求1所述的电磁连接组件，其特征在于：Sm(Co，Fe)基温度感知合金体的居里点温度不小于820℃。

6.根据权利要求1所述的电磁连接组件，其特征在于：Fe(Co，Ni)基居里点合金体的居里点温度为360℃-700℃。

7.根据权利要求1所述的电磁连接组件，其特征在于：所述上、下连接件(2a、2b)为圆柱体，二者的吸合面直径相同，二者之间的吸合力为10-50kg。

8.一种制备如权利要求1所述的用于核反应堆紧急落棒的磁控连接件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将所需成分的Sm(Co，Fe)基温度感知合金钢锭机械破碎为3-5μm的粉末，在1.8-2T磁场下成型，然后经过热处理得到上连接件毛坯；

2)将所需成分的Fe(Co，Ni)基居里点合金原料采用真空感应炉冶炼，经热处理、磁化、保温和冷却到300℃出炉，得到下连接件毛坯；

3)根据驱动棒的尺寸和上下连接件之间所需的吸合力以及环境温度，理论计算出上、下连接件的设计尺寸，根据设计尺寸分别将上述毛坯加工为上、下连接件；

4)将上连接件在7特斯拉以上脉冲磁场下饱和充磁，将上下连接件通过磁力吸合在一起就得到用于核反应堆紧急落棒的磁控连接件。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

1)制备上连接件毛坯：

a)将所需成分的永磁体的钢锭，通过机械破碎为0.5-1.0mm大小的颗粒；

b)采用湿法或干法将所述颗粒破碎为3-5μm的粉末；

c)将所述粉末在1.8-2T磁场下成型后经热处理工艺制得合金毛坯；

d)将合金毛坯加工出合金体形状后，用7特斯拉以上脉冲磁场饱和充磁；

2)制备下连接件毛坯：

a)采用真空感应炉将软磁体的钢锭在800-1100℃热处理2-6h；

b)然后施加1000-2000A/m的磁场，并以50-80℃/h的速度冷却到700-750℃保温2-3h；

c)最后以150-200℃/h的速度冷却到300℃后出炉。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述Sm(Co，Fe)基温度感知合金体的化学成分按质量百分比为：Sm 25-30％、Fe 5-14％、Cu 5-8％、Zr 1-4％、余量为Co。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述Fe(Co，Ni)基居里点合金体的化学成分按质量百分比为：Co 0-40％、Ni 25-55％、Mn 0-2.0％、Cu 0-1.0％、余量为Fe。

12.一种如权利要求1所述的磁控连接件用于核反应堆紧急落棒的方法。

13.根据权利要求12所述方法，其特征在于：所述磁控上下连接件能针对不同类型核反应堆的安全温度点，在设定的安全温度点相互断开，控制棒由于自身的重力作用而下落的温度点在360℃-560℃范围内。