[发明专利]流体密封组装两个氮化硅部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将氮化硅部件组装在一起的方法，以获得长度方向上中空或实心的结构，从而确保这些部件之间的优异的流体密封性。

本发明在处理废核燃料领域具有特别应用，尤其是用于形成为致力于电化学溶解锕系氧化物如氧化钚的电解槽而设计的电解薄膜。所述电解槽描述于例如法国专利申请公开NO.2738165(参考文献[1])中。

然而，本发明也可以用于形成熔融金属用的管式过滤器。

背景技术

如果期望生产的结构的长度必须大于机器能够生产的部件的最大长度，则非常长(即测量长度为数米长)的氮化硅结构的形成必须包括组装数个部件。

如果意欲将氮化硅结构用作电化学溶解锕系氧化物的电解槽的电解薄膜，则形成该结构的部件的组装质量是尤为重要的，因为该组装必须能够在被组装的部件之间获得流体密封的结合，并且是径直的且不会损害氮化硅的固有性质，特别是其机械强度、耐酸性、孔隙度以及对加压流体的渗透率。

在法国专利申请公开NO.2131571(参考文献[2])中，提出了一种利用玻璃材料在两个致密或多孔的氮化硅部件之间形成结合的方法。

该方法由以下步骤组成，将粉末或糊状形式的玻璃材料沉积在一个部件的边缘上，所述玻璃材料包括二氧化硅、氧化铝和选自镁、钙、钡、锶和锰的氧化物的氧化物，然后将部件边对边放置并加热这些部件，同时在玻璃的熔融温度下保持一个部件压向另一个部件，从而玻璃熔融，并且冷却以确保所述部件之间的结合。

因此该方法是基于经由硅铝玻璃在两个氮化硅部件间形成边对边结合，所述硅铝玻璃的机械强度不足以使其单独确保大尺寸部件的机械支撑，特别是对那些非常长的部件来说。

另外，用于该方法中的铝硅玻璃的熔融温度要求将部件加热到至少1200°C的温度，并且需要在惰性气氛(N₂或氩气)下进行以防止氮化硅氧化。

近年来，日本专利申请公布NO.2004/224594(参考文献[3])中提出了一种组装两个致密氮化硅部件的方法，其包括机械组装这些部件同时在由此组装的部件之间形成玻璃接合。

在该方法中，通过螺旋将部件组装在一起，所述部件分别在其一端提供有向外和向内的螺纹。

接着将二氧化硅粉末和无机氧化物和碱金属硝酸盐类的其他化合物的混合物引入到存在于如上组装的部件之间的间隙中。然后使这些部件经受热处理使得不同粉末彼此反应并形成玻璃，所述玻璃在冷却后确保所述部件间的密封结合。

该方法要求待组装部件间存在足够大的余隙使得一旦旋紧后也能够在这些部件间引入粉末的混合物。然而，所述余隙对几何精密性是不利的，特别是对于所获得组件的平直度来说。

此外，在部件间引入粉末，特别是碱金属硝酸盐粉末的混合物不可避免地导致在热处理时一些化学物质的挥发，这可能转变为玻璃接合的组成或微观结构的均一性缺陷。并且，所述缺陷的存在，无论是潜在的还是实际上的，都妨碍了所述方法被用于组装氮化硅部件以形成意欲用于腐蚀性环境中的结构，所述腐蚀性环境例如为其中发生锕系氧化物的电溶解的环境。

因此，本发明人致力于下述目的：提供一种能够在两个氮化硅部件间形成流体密封组装的方法，并且所述方法不存在上述缺陷。

发明概述

上述目的以及其它目的通过本发明得以实现，本发明提出了一种流体密封组装两个氮化硅部件的方法，所述部件中的一个包含阳端，另一个包含阴端，这些端部中的每一个均提供有机械组装装置，所述机械组装装置能够配合在一起，并且在组装条件下在所述装置间界定出一间隙，所述方法包括：

-通过阳端和阴端的机械组装装置之间的配合组装所述部件；和

-在组装条件下用玻璃接合(glass joint)填充存在于这些机械组装装置之间的间隙；

并且其特征在于所述填充如下进行：

-在组装所述部件前，用硼硅酸盐玻璃糊剂涂覆所述阳端和所述阴端中的一个和/或另一个的机械组装装置；

-在组装部件后，向其施加热处理以促使在所述间隙中形成硼硅酸盐玻璃接合，所述接合如下形成：软化存在于所述糊剂中的硼硅酸盐玻璃并使其流动，接着固化由此形成的接合。

因此，根据本发明，为了填充存在于部件的阳端和阴端的机械组装装置之间的间隙，所使用的不是粉末混合物以通过粉末间的反应原位形成玻璃，而是使用含有硼硅酸盐玻璃的糊剂；此外该糊剂并不是在部件组装后置于所述间隙中的，而是在将部件组装在一起之前就将糊剂沉积在部件的阳端和阴端中的一个和/或另一个的机械组装装置上。