[发明专利]一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块及制备方法

权利要求书

1.一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块，其特征在于，由二氧化铀原料粉与金属丝网按体积比70-98：2-30制成，所述燃料芯块中，金属丝网沿径向层状均匀分布于二氧化铀芯块中。

2.根据权利要求1所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块，其特征在于，由二氧化铀原料粉与金属丝网层状叠放后烧结而成。

3.根据权利要求1或2所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块，其特征在于，所述金属丝网类型选自钼丝网、钨丝网、镍丝网中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块，其特征在于，所述金属丝网的目数为10-300目，所述金属丝网的金属丝直径为10-380μm。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块的制备方法，其特征在于，首先将金属丝网在切片机上切割成与模具直径匹配的圆片，在烧结模具中按配比，逐层交替添加二氧化铀原料粉和金属丝网，经过高温烧结成径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块。

6.根据权利要求5所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1.二氧化铀原料粉和金属丝网的交替叠放

将金属丝网超声洗净后，在切片机上切割成与烧结模具直径匹配的圆片，在烧结模具中，按一定配比，交替叠放二氧化铀原料粉和金属丝网圆片，使金属丝网沿径向层状均匀分布；

步骤2.高温烧结致密化

将步骤1叠放完毕的二氧化铀原料粉和金属丝网的混合物进行烧结致密化，而后脱模，即可。

7.根据权利要求6所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，烧结方式为放电等离体子烧结，热压烧结、无压气氛烧结的任意一种。

8.根据权利要求7所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，烧结方式为放电等离体子烧结时，具体烧结条件为：烧结气氛为真空，烧结温度为1000℃-1500℃，升温速率为50-300℃/min，保温时间为2-30min，压力为30-80MPa，真空度为10^-1-20Pa。

9.根据权利要求7所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块的制备方法，其特征在于，烧结方式为热压烧结时，具体烧结条件为：烧结气氛为氩气，烧结温度为1200℃-1600℃，升温速率为5-50℃/min，保温时间为0.5-4h，压力为50-80MPa。

10.根据权利要求7所述的一种径向热导率增强型二氧化铀燃料芯块的制备方法，其特征在于，烧结方式为无压气氛烧结时，具体烧结条件为：先应用放电等离子体预烧结成形，再将预烧结体无压气氛烧结致密化；其中，预烧结气氛为真空，预烧结温度为600-900℃，保温时间为2-10min，压力为30-50MPa，真空度为10^-1-20Pa；无压气氛烧结的烧结气氛为H₂，烧结温度为1650-1850℃，升温速率1-10℃/min，保温时间2-10h，氢气流量为0.2-2L/min。