[发明专利]一体化成型制备板状全陶瓷包覆燃料芯块的方法

摘要

本发明公开了一体化成型制备板状全陶瓷包覆燃料芯块的方法，解决了现有FCM燃料制备上存在步骤繁杂、难以工程应用、无燃料区与SiC基体陶瓷共烧困难、制备过程中TRISO颗粒分布不均、无燃料区制备困难等的问题。本发明包括：(1)分别制备出SiC/TRISO复合生带和单一SiC生带；(2)制成具有上层结构、中层结构和下层结构的生坯；其中，上层结构和下层结构均为一层以上的单一SiC生带，中层结构为一层以上的SiC/TRISO复合生带；(3)将生坯进行冷等静压和排胶处理后制成半成品；(4)半成品经过烧结后制成成品。本发明具有生产工艺简单、成本低、生产周期短、适用于工业化生产等优点。

主权项

1.一体化成型制备板状全陶瓷包覆燃料芯块的方法，其特征在于，包括：(1)分别制备出SiC/TRISO复合生带和单一SiC生带；(2)制成具有上层结构、中层结构和下层结构的生坯；其中，上层结构和下层结构均为一层以上的单一SiC生带，中层结构为一层以上的SiC/TRISO复合生带；(3)将生坯进行冷等静压和排胶处理后制成半成品；(4)半成品经过烧结后制成成品；所述SiC/TRISO复合生带的制备方法为：(11)分别制备出SiC/TRISO复合浆料和单一SiC浆料；(12)将SiC/TRISO复合浆料和单一SiC浆料倒入流延机的浆料漏斗内，流延机的浆料漏斗被隔开，浆料漏斗两侧为单一SiC浆料，浆料漏斗的中间为SiC/TRISO复合浆料；(13)在流延速度为20mm/min～40mm/min、干燥温度为50℃～80℃、刀口高度为1.5mm～3mm的条件下进行流延成型；流延成型过程为：当流延生带长度到达80mm～100mm时，将装有SiC/TRISO复合浆料的漏斗部分过滤器放下，滤除TRISO颗粒，继续流延10mm～20mm，再将装有SiC/TRISO复合浆料的漏斗部分过滤器复位；重复上述流延成型过程制成SiC/TRISO复合间隔生带；(14)沿着SiC/TRISO复合间隔生带中无TRISO颗粒的生带中间位置进行裁剪制成SiC/TRISO复合生带；所述生坯的制备过程为：(21)裁剪成符合尺寸要求的SiC/TRISO复合生带和单一SiC生带；(22)将SiC/TRISO复合生带和单一SiC生带逐层叠放；(23)将叠放好的生带置于所需尺寸的模具中，采用单向轴压，在20MPa～40Mpa压力下保压3min～5min获得叠压后的生坯。