[发明专利]一种制备铀钛合金的方法

说明书

本发明属于核化工技术领域，尤其涉及一种制备铀钛合金的方法。本发明采用三电极体系，以熔融态碱金属卤化物为电解液，以U₃O₈和TiO₂的混合物块体为工作电极进行电解还原，得到所述铀钛合金。本发明提供的制备方法以U₃O₈和TiO₂的混合物为工作电极进行电解还原，在电场作用下，工作电极中的U₃O₈以及TiO₂中的氧会以离子形式进入并溶解在熔融态碱金属卤化物中，通过电子扩散、电子迁移和电子对流的作用在三电极体系中的辅助电极上完成放电，最终制备得到铀钛合金。本发明提供的制备方法采用电解还原U₃O₈和TiO₂的混合物制备铀钛合金，不仅不存在元素偏析，而且合金成分调控范围大、系统安全性高、操作简单。

技术领域

本发明属于核化工技术领域，尤其涉及一种制备铀钛合金的方法。

背景技术

铀材料是核能领域一种重要的金属材料，钛作为一种广泛使用的合金元素，能显著提高铀基材料的机械性能和抗腐蚀性能。而铀钛合金的制备工艺对铀钛合金的各项性能都具有非常大的影响。

一般制备铀钛合金的方法为将海绵钛直接在熔融的铀中进行合金化，为避免合金元素的偏析，一般需要进行多次的凝固和熔融操作。该制备方法操作流程复杂，且不可避免的存在合金元素偏析的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种制备铀钛合金的方法，本发明提供的制备方法制备的铀钛合金无元素偏析，且合金成分调控范围大、系统安全性高、操作简单。

本发明提供了一种铀钛合金的制备方法，包括以下步骤：

采用三电极体系，以熔融态碱金属卤化物为电解液，以U₃O₈和TiO₂的混合物为工作电极进行电解还原，得到所述铀钛合金。

优选的，所述U₃O₈和TiO₂的混合物为U₃O₈和TiO₂的烧结体，所述U₃O₈和TiO₂的混合物的密度为4.5～7.5g·cm^-3。

优选的，所述U₃O₈和TiO₂的混合物的制备方法包括以下步骤：

将U₃O₈粉体和TiO₂粉体混合，得到粉体混料；

将所述粉体混料进行压片，得到U₃O₈和TiO₂的成型体；

将所述U₃O₈和TiO₂的成型体烧结，得到所述U₃O₈和TiO₂的烧结体。

优选的，所述烧结的保温温度为800～1200℃，所述烧结的保温时间为3～24h，由室温升温至所述烧结的保温温度的升温速率为2～10℃/min。

优选的，所述压片的保压压力为30～300MPa，保压时间为1～10s。

优选的，所述U₃O₈粉体的粒径为0.1～1μm，所述TiO₂粉体的粒径为0.01～1μm。

优选的，所述三电极体系中的参比电极为Ag/AgCl，所述工作电极的电压为-2.2～-2.6V。