[发明专利]一种高铀密度复合燃料芯块及其制备方法

权利要求书

1.一种高铀密度复合燃料芯块，其特征在于，由以下组分组成：

25～35 wt%的U₃Si₂粉末，0.3～0.8 wt %的粘结剂，余量为UN微球；所述UN微球的粒径为50～100μm，所述U₃Si₂粉末的平均粒径为15～25μm，复合燃料芯块中U₃Si₂粉末充填在UN微球的间隙，形成连续相包裹UN微球。

2.根据权利要求1所述的一种高铀密度复合燃料芯块，其特征在于，所述粘结剂为PVA。

3.一种高铀密度复合燃料芯块的制备方法，其特征在于，包括：

（1）粉末处理：将U₃Si₂粉末、UN微球混合后，加入粘结剂球磨均匀；

（2）成型：在具有气氛保护的成型压机内成型，成型压机内的压制压力为250～350MPa；

（3）烧结：烧结炉在氩气气氛下，先升温到200～600℃去除粘结剂，然后再升温至1550～1700℃烧结，即获得成品；

所述步骤（1）的具体过程为：

（1a）筛选出粒径在50～100μm范围内的UN微球，选择粒径小于50μm的U₃Si₂粉末；

（1b）UN微球、U₃Si₂粉末、粘结剂按照比例球磨混合均匀；其中，U₃Si₂粉末的质量占比为25～35%，粘结剂的含量为0.3～0.8wt%。

4.根据权利要求3所述的一种高铀密度复合燃料芯块的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为PVA。

5.根据权利要求3所述的一种高铀密度复合燃料芯块的制备方法，其特征在于，所述成型压机的保护气氛为氩气。

6.根据权利要求3所述的一种高铀密度复合燃料芯块的制备方法，其特征在于，所述烧结炉内还放置有钽片或/和钽颗粒。

7.根据权利要求3所述的一种高铀密度复合燃料芯块的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中升温到200～600℃后保温时间为1～3h，升温至1550～1700℃后保温时间为3～5h。