[发明专利]UO2‑碳纳米管复合燃料芯块的制备工艺

摘要

本发明属于核反应堆燃料制备领域。为解决现有UO2‑碳纳米管复合燃料芯块的制备工艺中存在的生产效率较低，设备昂贵，生产成本较高问题，本发明提供了一种UO2‑碳纳米管复合燃料芯块的制备工艺，该工艺主要包括以下步骤(1)碳纳米管氧化和酸洗处理，(2)UO2粉与碳纳米管的混合，(3)燃料芯块生坯的冷压成型，(4)燃料芯块的无压烧结。本发明的工艺采用了无压烧结方式，具有生产效率高、生产成本和生产能耗低的优点，解决了烧结致密化和第二相均匀分散的问题，制得的燃料芯块相对密度约为95％，具有优异的热物理性能。

主权项

一种UO2‑碳纳米管复合燃料芯块的制备工艺，其特征在于该UO2‑碳纳米管复合燃料芯块的制备工艺主要包括以下步骤：(1)碳纳米管氧化和酸洗处理将碳纳米管在150～550℃下于空气气氛中进行氧化处理；然后采用体积比为1～2:4的浓硝酸与浓硫酸混合液对氧化后的碳纳米管进行酸洗，酸洗温度为60～80℃，时间为2～4h；以去离子水将酸洗后的碳纳米管洗至中性，超声分散后对其进行真空干燥；(2)UO2粉与碳纳米管的混合按照体积比9～99:1的比例分别量取UO2粉与碳纳米管，采用乙醇湿法球磨使二者均匀混合，得到混合粉末；(3)燃料芯块生坯的冷压成型采用300～500MPa压力对混合粉末冷压成型，保压时间大于40s，制得燃料芯块生坯；(4)燃料芯块的无压烧结将燃料芯块生坯在1550～1750℃下于还原性气氛中无压烧结1～2h，制得UO2‑碳纳米管复合燃料芯块。