[发明专利]一种基于流延成型的FCM燃料芯块制备方法

权利要求书

1.一种基于流延成型的FCM燃料芯块制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，配制SiC流延浆料；

步骤2，往SiC流延浆料加入TRISO燃料颗粒，制得单层FCM燃料生带；

步骤3，将单层FCM燃料生带叠层，裁切制得芯块生坯；

步骤4，对芯块生坯进行冷等静压和排胶，制得定型的半制品芯块；

步骤5，对半制品芯块烧结，制得FCM燃料芯块；

其中，步骤2中往SiC流延浆料加入TRISO燃料颗粒，制得单层FCM燃料生带的子步骤为：

步骤2.1，把TRISO燃料颗粒分布均匀、间距一致地固定在流延膜上，其中所述TRISO燃料颗粒的分布呈正三角形、间距为0.05mm~0.20mm；

步骤2.2，用步骤1中的SiC流延浆料掩盖在带有TRISO燃料颗粒的流延膜上得到TRISO/SiC浆料混合物；

步骤2.3，对步骤2.2得到的TRISO/SiC浆料混合物流延成型制得单层FCM燃料生带，所述流延成型的条件为流延速度为10mm/min～40mm/min、干燥温度为30℃～60℃。

2.根据权利要求1所述的一种基于流延成型的FCM燃料芯块制备方法，其特征在于，步骤1中配制SiC流延浆料的子步骤为：

步骤1.1，混合SiC粉、助烧剂、分散剂和无水乙醇，对混合物进行24h球磨，制得浆料A，其中所述助烧剂的比例为10wt％～15wt％，所述助烧剂为氧化铝和氧化钇，质量比为（4-7）：（6-9），所述分散剂为蓖麻油，所述分散剂的比例为0.4wt％～0.5wt％，所述无水乙醇的比例为45wt％～55wt％；

步骤1.2，将5wt％～9wt％粘接剂和4wt％～7wt％增塑剂加入浆料A中，进行第二次球磨24h，制得浆料B，所述粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛（PVB），所述增塑剂为邻苯二甲基二丁酯（DBP）与聚乙二醇（PEG），体积比为5：1；

步骤1.3，将浆料B在真空度为0.1Pa的条件下除泡，得到SiC流延浆料。

3.根据权利要求1所述的一种基于流延成型的FCM燃料芯块制备方法，其特征在于，步骤3中，将单层FCM燃料生带叠层，裁切制得芯块生坯的子步骤为：

步骤3.1，将步骤2得到的单层FCM燃料生带裁剪成相等的长度，得到等长FCM燃料生带；

步骤3.2，将等长FCM燃料生带在模具中叠层，其中，相邻叠层间的TRISO燃料颗粒的间隔为0.10mm～0.20mm；

步骤3.3，将叠层后的等长FCM燃料生带沿着TRISO燃料颗粒的边缘裁切，制得芯块生坯，其中TRISO燃料颗粒含量为40vol％～50vol％。