锆合金包壳水侧SiC涂层研究

研究了聚碳硅烷（PCS）粉末的高温裂解特性及PCS粉末与锆粉间的化学反应机理，并在900 ℃制备了SiC涂层。研究发现，900 ℃开始，PCS裂解产物由无定形态SiC向结晶态转变。不同温度下，PCS粉末与锆粉的混合物发生一系列化学反应，产物为ZrC、Zr₂Si、Si₃Zr₅，通过调节反应温度，可控制该化学反应的程度，进而实现对涂层成分的调节。采用先驱体转化法（PIP）在锆合金包壳表面制备了SiC涂层，经PCS溶液浸涂-裂解3次循环可得到SiC陶瓷层，厚度为4 μm，涂层成分为SiC，ZrC为过渡层。划痕法测试得到涂层附着力等级为1～2级。     

亚化学计量UO2-x燃料芯块的制备机理

亚化学计量UO_2-x芯块是一种设计新颖的特殊核反应堆用核燃料,很难采用传统压水堆超化学计量UO_2+x+U芯块工艺进行制造。本工作采用UO_2+x+U混合粉末为原料制备了UO_2-x芯块,研究了铀粉表面包覆处理方法、铀粉含量、成型压力、烧结气氛等工艺参数对芯块O/U比、烧结密度和微观结构的影响,探讨了UO_2-x环形芯块的亚化学计量形成机理。研究表明,当铀粉加入量（质量分数）分别为0、3%、6%时,芯块O/U比分别为2.010、1.991、1.982,平均晶粒尺寸分别为10、15、20μm;当铀粉加入量为50%时,O/U比为1.943,样品发生熔化。亚化学计量UO_2-x芯块必须在干燥惰性气氛中密封保存。     

SiC涂层对金刚石刀头性能的影响

探索了在金刚石表面镀覆SiC涂层的工艺方法,并以机械合金化铁合金粉末为基体,采用热压烧结工艺制备了长条形金刚石刀头,测试分析了刀头的硬度、抗弯强度和微观组织.结果表明:用金刚石+Si+I2混合粉末(工艺A)、或金刚石+聚碳硅烷(PCS)溶液(工艺B)于1000℃～1200℃真空反应,均能在金刚石表面制备出SiC涂层;在基体中添加Zn、Sn等低熔点元素,会降低刀头的硬度和强度;而添加少量B4C,可以起弥散强化的作用;对金刚石先镀Ti、再镀SiC,可使刀头的硬度和强度进一步提高,最高硬度为HRB118,抗弯强度为543MPa.     

亚化学计量UO2-A环形芯块研制

UO2核燃料虽然熔点很高，但在长时问的高燃耗服役下，中心区也会发生熔化现象，因此，必须使用直径较小的燃料元件；同时在高温下UO2燃料由于组分的重布，O的析出会使包壳发生氧化而破坏（PCI）。这些对燃料元件的设计产生很多的限制，研究以下两种方法以改进上述状况：研制环状燃料元件提高燃料燃耗需求；降低燃料O／U增加其与包壳高温相容性。     

ZrO2基陶瓷压痕断裂韧性的测定

采用压痕裂纹(IM)法测定了无压烧结ZrO2基陶瓷的断裂韧性(K1c),并引入相对偏差概念表征K1c值的精确度.结果表明,由于ZrO2基陶瓷的压痕裂纹具有巴氏裂纹特征,因而只能选择Niihara(P)方程(P表示巴氏裂纹)、Shetty方程、Laugier方程或Marshall方程等来计算K1c.其中,用Niihara(P)压痕方程计算的K1C值最符合实际,且具有最小的相对偏差.因此,正确判断压痕裂纹类型、选择合适的压痕方程及科学处理实验数据等,都将有利于提高压痕断裂韧性的测定精度.     

中国实验快堆MOX燃料研究进展

介绍了国外MOX燃料的最新研究成果,讨论了MOX燃料研究对于推动我国快堆发展的作用,介绍了快堆MOX燃料的制造技术特点和难点、中国实验快堆MOX燃料研究进展以及下一步研究目标。虽然我国MOX燃料研究在过去20年中取得了较好的阶段成果,但与国际发达水平和我国快堆发展对MOX燃料的需求之间还存在明显差距。目前是开展中国实验快堆MOX燃料研究的良好机遇。     

B4C粉末的滚动球磨、振动球磨和气流粉碎

用碳管炉硼酸碳热还原法制备了平均粒度为23.6μm的原始B4C粗粉,并分别用滚动球磨、振动球磨的气流粉碎3种不同的粉碎工艺制取了B4C细粉,研究了它们的粉碎效率、粉碎机理和粉碎动力学。结果表明,B4C粉末的滚动球磨以表面粉碎为主,因而粉碎效率低;而振动球磨以体积粉碎为主,所以粉碎效率高;气流粉碎的粉碎机理以体积粉碎为主,表面粉碎也有一定的作用,因此,粉碎效率介于滚动球磨和振动球磨之间。滚动球磨和振动球磨均使B4C粉末残留较多的杂质Fe,而气流粉碎几乎不引入任何杂质。     

气流粉碎B4C粉末的掺碳活化烧结研究

开展了气流粉碎B4C粉末(比表面积2．53m2/g)的掺碳烧结实验，研究了掺碳剂种类、掺碳量、烧结温度、比表面积等对B4C烧结密度的影响．结果表明，掺碳显著促进B4C的烧结；在炭黑、葡萄糖和酚醛树酯三种掺碳剂中，掺入酚醛树酯可以获得最高的烧结密度；并且最佳的掺碳量为3％-5％C．B4C 3％C(酚醛树酯)分别经2200和2250℃烧结后的密度为92．1％TD和94．4％TD．若采用振动球磨B4C粉末(8．30m2／g)进行掺碳烧结实验，则可使2200℃的烧结密度提高到95．6％TD．     

YCe—TZP陶瓷的低温时效

对化学共沉淀法制备的３Ｙ－ＴＺＰ,３Ｙ２Ｃｅ－ＴＺＰ（３％Ｙ２Ｏ３－２％ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）和３Ｙ４Ｃｅ－ＴＺＰ（３％Ｙ２Ｏ３－４％ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）纳米粉末进行了１４５０℃无压烧结,研究了这３种ＴＺＰ陶瓷在２５０℃水蒸汽中时效１５０ｈ前后抗弯强度和显微结构的变化,此外,结合红外光谱和ＥＤＡＸ能谱分析,探讨了３Ｙ－ＴＺＰ的时效老化机理,结果表明：随着ＧｅＯ２含量增加,ＴＺＰ时效后抗弯时强度的降低幅度减小,３Ｙ４Ｃｅ－ＴＺＰ几乎不发生时效老化现象,在时效过程中,３Ｙ４Ｃｅ－ＴＺＰ表面形成了ＣｅＯ２保护层,防止了Ｙ－ＯＨ键的形成,从而有效地抑制了ｔ→ｍ时效相变。     

碳化硼在吸收材料中的地位及其与核应用有关的基本性能

对碳化硼与其它材料的中子吸收截面、吸收效率、价格进行了比较,综述了作为吸收材料的碳化硼在世界核反应堆中的地位,综述了影响碳化硼核应用的有关性能(均相区范围、热导率、比热容、热膨胀系数)的研究结果,并与报道的实验数据进行了校验,讨论了碳化硼的抗水腐蚀能力。